Q12 Biologie 2b2 2018-2020

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Zu den Hefteinträgen der Q11 geht es hier: Q11_Biologie_1b2_2017-2019

Termine

  • Schulaufgabe am 10.01.2020
Lernstoff: s. unten
letzte Möglichkeit, Fragen zur Klausur zu stellen: Di, 07.01.20

Externe Links

  • Wurm parasitiert Schnecke:
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Hefteinträge


1. Evolution


1.1 Ein kurzer historischer Abriss zur Entwicklung des Evolutionsgedankens
1.2 Artbegriffe und Ordnung als pdf-Datei

1.3 Belege, die die Evolutionstheorie stützen

1.3.1 Belege für die Aussage: Zwischen Arten bestehen abgestufte Ähnlichkeiten
1.3.1.1 Homologe Organe
1.3.1.2 Vergleichende Embryologie
1.3.1.3 Rudimente und Atavismen als pdf-Datei
1.3.1.4 Der Serumpräzipitin-Test als pdf-Datei

1.4 Darwins Evolutionstheorie +
1.5 Lamarcks Evolutionstheorie als pdf-Datei
1.6 Artbildung durch Isolation als pdf-Datei

1.6.1 Gendrift als pdf-Datei
1.6.2 Adaptive Radiation als pdf-Datei
1.6.3 Massenaussterben in der Erdgeschichte +
1.6.4 Koevolution als pdf-Datei

1.7 Chemische Evolution als pdf-Datei
1.8 Früheste biologische Evolution als pdf-Datei
1.9 Evolution des Menschen

1.9.1 Lebende Verwandte des Menschen als pdf-Datei
1.9.2 Fossile Vorfahren des Menschen +
1.9.3 Evolutionstheorien zur Menschwerdung als pdf-Datei

Achtung! Ab sofort wird ein Kapitel besprochen, welches früher im Lehrplan der 11. Jahrgangsstufe verankert war. Daher muss für die nächsten Stunden das Buch Natura 11 zur Nachbereitung der Stunden herangezogen werden! Oder das Geheft Nautilus Biologie. Neuronale Informationsverarbeitung"

2. Anatomische und physiologische Grundlagen des Verhaltens

2.1 Vom Neuron zum Nervensystem
2.1.1 Der Bau eines idealisierten Neurons +
2.1.2 Das Reiz-Reaktions-Schema +
2.1.3 Evolutive Trends als pdf-Datei
2.2 Bioelektrische Grundlagen der Informationsverarbeitung
2.2.1 Das Ruhepotential als pdf-Datei
2.2.2 Das Aktionspotential als pdf-Datei
2.2.3 Die Erregungsweiterleitung als pdf-Datei
2.2.4 Die Verschlüsselung von Information in Aktionspotentialen als pdf-Datei Neue Version hochgeladen am 07.12.19

Neu, 13.12.: Geheft, S. 21 - 24 (ohne den lila Kasten auf S. 22) + Hefteintrag:

2.2.5 Die Erregungsübertragung an Synapsen +
2.2.6 Die Verrechnung von Synapsensignalen als pdf-Datei


Aufgaben zu den elektrischen Vorgängen an Neuronen

  • Bevor diese Aufgaben bearbeitet werden können, sollte das Zustandekommen des Ruhepotential verstanden worden sein (Kap. 2.2.1, Geheft: S. 10 - 12)
  • Beliebte Aufgaben: Man ändert etwas an den Konzentrationsverhältnissen im Inneren des Neurons oder im Außenmedium. Zum Beispiel: Zugabe von Kaliumsulfat (besteht aus K+- und SO42--Ionen) ins Außenmedium. Zur Bearbeitung geht man wie folgt vor:

  • Man prüft, ob die beteiligten Ionen überhaupt das Ruhepotential beeinflussen können. Dazu müssen zwei Bedingungen erfüllt sein: 1. Es muss ein Konzentrationsunterschied vorliegen und 2. Die Membran muss für die Ionen permeabel (durchlässig sein). Prüfen Sie das!
für K+-Ionen gilt: Es existierte vorher schon ein Konzentrationsunterschied: die Konzentration ist innen hoch, außen niedrig: cinnen(K+) zu caußen(K+) entspricht 150:5. Durch Zugabe von Kaliumsulfat außen, wird dieser Unterschied geringer (oder dreht sich sogar um), z.B.: cinnen(K+) zu caußen(K+) entspricht 150:100.
Für SO42--Ionen gilt: Diese Ionen spielen bei der Betrachtung des Ruhepotentials nur eine untergeordnete Rolle und kommen nur in kleinen Mengen vor. Gibt man Kaliumsulfat außen hinzu, erhöht man die Konzentration außen, ein Gradient entsteht also. Die Biomembran ist für Sulfat-Ionen jedoch nicht durchlässig. Damit spielen diese Ionen für die weiteren Überlegungen keine Rolle.
  • Beliebter Fehler: Schüler argumentieren oft: "Na, wenn man außen Kaliumionen dazu gibt, die sind ja positiv geladen, dann wirds außen positiver".
Aus mehreren Gründen ist das falsch. Hauptgrund: Man gibt ja nie Kaliumionen alleine ins Medium. Es gibt keine Substanz, die nur aus positiv oder negativ geladenen Ionen besteht. Salze sind insgesamt immer neutral. Sie enthalten genau gleich viele positive und negative Ladungen. Durch die Zugabe des Salzes kann man direkt also keine Ladung verändern.
  • Als nächstes überlegt man sich die Auswirkungen auf die Hauptursache des Ruhepotenials: Den normalerweise erfolgenden Ausstrom von K+-Ionen. Was ändert sich durch die Manipulation (Zugabe von Kaliumsulfat außen) an diesem Ausstrom-Verhalten?
Normalerweise strömen K+-Ionen aufgrund des Konzentrationsgefälles aus der Zelle. Wenn außen die Konzentration jedoch stark erhöht wurde, wird der Ausstrom gebremst. Eventuell könnte es sogar zu einem Einstrom kommen, wenn außen so viele K+-Ionen zugegeben wurden, dass die Konzentration außen höher ist als innen.
  • Zuletzt entscheidet man, welche Konsequenzen das veränderte Ein- bzw. Ausstromverhalten der K+-Ionen auf die Ladungsverhältnisse hat.
Normalerweise sorgt jedes ausströmende K+-Ion aufgrund seiner Ladung dafür, dass die Innenseite negativ gegenüber der Außenseite wird (ausgehen vom hypothetischen Ausgangszustand, bei sowohl innen als auch außen jeweils gleich viele positive und negative Ladungen vorhanden sind: Ein nach außen wanderndes K+-Ion "nimmt eine positive Ladung mit nach draußen, daher bleiben innen mehr negative übrig"). Wenn außen die Konzentration der K+-Ionen jedoch stark erhöht wurde, wird der Ausstrom gebremst. (Eventuell könnte es sogar zu einem Einstrom kommen, wenn außen so viele K+-Ionen zugegeben wurden, dass die Konzentration außen höher ist als innen.)
Es wandern weniger K+-Ionen nach außen, die Innenseite lädt sich dadurch weniger negativ gegenüber der Außenseite auf, das Ruhepotential erreicht nicht die "normale" Stärke. Es wird vom Betrag her geringer, also zum Beispiel ändert es sich von -70mV (innen negativ gegenüber außen) auf -50mV.



  • Weiteres Beispiel: Wie ändert sich das Ruhepotential, wenn man Kaliumphosphat (besteht aus K+-Ionen und PO43--Ionen) mittels einer feinen Kanüle ins Innere des Neurons einbringt?
PO43--Ionen: irrelevant, da Membran nicht permeabel für Phosphat.
K+-Ionen: Konzentrationsgefälle vorhanden, wird durch Manipulation noch verstärkt, z.B. von cinnen(K+) zu caußen(K+) entspricht 150:5 nach cinnen(K+) zu caußen(K+) entspricht 750:5.
Das Bestreben für K+-Ionen auszuströmen wird dadurch verstärkt. Es strömen mehr K+-Ionen nach draußen als vorher. Es werden mehr positive Ladungen nach draußen transportiert als vorher, das Ruhepotential fällt stärker aus als normal: Es wird vom Betrag her größer, also zum Beispiel ändert es sich von -70mV (innen negativ gegenüber außen) auf -90mV.


Lernstoff für die Klausur am 10.01.20

Neben den Hefteinträgen (Kap. 1 - 2.2.7) eignen sich folgende Seiten im Buch (Natura 12 bzw. Nautilus - Neuronale Informationsverarbeitung) zur Vorbereitung auf die Schulaufgabe:

Natura 12

  • Darwin vs. Lamarck (S. 16 - 17)
  • Artbegriffe (S. 18 - 19)
  • Homologien und Analogien (S. 20 - 21, 23)
  • Biochemische Homologie (S. 24 - 25)
  • Variabilität (S. 28 - 29)
  • Selektion (S. 30 - 34)
  • Rassen und Artbildung (S. 38 - 41)
  • Adaptive Radiation (S. 42 - 43)
sicher kein Schwerpunkt, da bereits im kl. LW
  • Chemische und frühe biologische Evolution (S. 44 - 47)
  • Massensterben
  • Koevolution
  • Unterschiede: Mensch - Affe (S. 58 - 59)
  • Evolutionstheorien zur Entwicklung des Menschen

Nautilus - Neuronale Informationsverarbeitung

  • Bau eines Neurons (S. 5 - 7)
  • Das Ruhepotential (S. 10 - 12)
  • Aktionspotenziale (S. 12 - 16)
  • Weiterleitung von APen (S. 16 - 17)
  • Geschwindigkeit der Weiterleitung (S. 17 - 19)
  • Bau und Funktionsweise von Synapsen (S. 21 - 25)
wird erst noch besprochen am 13. u. 20.12.

Lernstoff für die Klausur am XX.XX.XX

- noch nicht festgelegt -


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