Biologie 101. Biologie 101 Aufträge Notizen nehmen! 101 Notizen nehmen! Welche Fragen versuchen wir in der Biologie zu beantworten?

Präsentation zum Thema: "Biologie 101. Biologie 101 Aufträge Notizen nehmen! 101 Notizen nehmen! Welche Fragen versuchen wir in der Biologie zu beantworten?"—  Präsentation transkript:

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2 Biologie 101

3 Aufträge Notizen nehmen!
101 Notizen nehmen! Welche Fragen versuchen wir in der Biologie zu beantworten?

4 Basis für die Biologie Physik = Gesetzmässigkeiten für alle Phänomene
101 Physik = Gesetzmässigkeiten für alle Phänomene Licht Wärme Elektrizität Materie Grundlage für alle Phänomene ist die Physik: Beschrieben durch physikalische Gesetze. Wie verhält sich Licht; Wärme; Elektizität; Materie: Planeten & Sonnen, Atome & Quarks & Higgs, Welche Energie, Kraft, Spannung ist vorhanden? Licht Photorezeptoren in Tieren und Pflanzen, Fotosynthese Wärme Aggregatszustände der Stoffe, Geschwindigkeit der biologischen Prozesse Elektrizität Nervenleitung, Energiegewinnung Materie Schwerkraft, Fortbewegung

5 Basis für die Biologie Chemie = Physik zwischen den Atomen 101
Wechselwirkung der Atome Eigenschaften der Stoffe: Stabilität, Härte, Farbe, Energiegehalt... Stärke Welche Physikalischen Gesetze gelten, wenn Atome miteinander interagieren. Wechselwirkung zwischen Atomen Wie reagieren Stoffe miteinander, welche Eigenschaften haben sie? Stärke in Pflanzen, Glykogen in Muskeln, energiereich, abbaubar mit tierischen Enzymen Bildquelle: Wikipedia/Stärke 08/12

6 Basis für die Biologie Chemie = Physik zwischen den Atomen
Wechselwirkung der Atome Eigenschaften der Stoffe: Stabilität, Härte, Farbe, Energiegehalt... Fluorapatit Welche Physikalischen Gesetze gelten, wenn Atome miteinander interagieren. Wechselwirkung zwischen Atomen Wie reagieren Stoffe miteinander, welche Eigenschaften haben sie? Zahnschmelz, sehr hart Quelle: Wikipedia/Fluorapatit 08/12 Ca5[F|(PO4)3]

7 Basis für die Biologie Chemie = Physik zwischen den Atomen
Wechselwirkung der Atome Eigenschaften der Stoffe: Stabilität, Härte, Farbe, Energiegehalt... Chlorophyll Welche Physikalischen Gesetze gelten, wenn Atome miteinander interagieren. Wechselwirkung zwischen Atomen Wie reagieren Stoffe miteinander, welche Eigenschaften haben sie? Chlorophyll, in Chloroplasten, Absorption von Sonnenlicht für chemische Speicherung von Energie Bildquelle: Wikipedia/Chlorophyll 08/12

8 Basis für die Biologie Chemie = Physik zwischen den Atomen
Wechselwirkung der Atome Eigenschaften der Stoffe: Stabilität, Härte, Farbe, Energiegehalt... Triacylglycerin Welche Physikalischen Gesetze gelten, wenn Atome miteinander interagieren. Wechselwirkung zwischen Atomen Wie reagieren Stoffe miteinander, welche Eigenschaften haben sie? Öle und Fette, mit Wasser nicht mischbar, energiereich Bildquelle: Wikipedia/Triacylglycerid 08/12

9 Biologie – Lehre des Lebens Definition
Notieren Sie in Gruppen auf einer Folie Begriffe zu den Merkmalen des Lebens. 2‘ Überlegen & Erinnern in Einzelarbeit, Notizen 3‘ Gemeinsame Diskussion der individuellen Überlegungen Festhalten der Begriffe auf einer OHP-Folie Anschl. Besprechung der präsentierten Begriffe im Plenum.

10 Biologie Zelle Zelle Abgeschlossene Systeme mit Ansammlung bestimmter chemischer Stoffe. Wässriges Inneres Ölige Barriere Wässriges Äusseres Alle drei Bereiche mit unterschiedlichen chemischen Stoffen. Fette und Wasser nicht mischbar, Fettbarriere grenzt einen Bereich von der Umwelt ab. Bildquelle: Wikipedia/Triacylglycerid 08/12

11 Biologie Existenz Existenz Dinge existieren.
Erfolgreich ist, was weiterexistiert. „Sinn, Zweck, Ziel“ ist weiter zu EXISTIEREN. Natur mit vielen, unterschiedlichen Strategien fürs Weiterexistieren=Überleben Bildquelle: Wikipedia/Triacylglycerid 08/12

12 Biologie Stoffwechsel
Aufrechterhalten dieser Zellen benötigt Energie und Material. Das verlangt nach einem Stoffwechsel. Definition für Biologie: Zellen mit Stoffwechsel Grundsatzfrage 1 Wie kommt die Zelle zu Material und Energie, um weiter zu existieren? Teilchenmodell Simulation Folienrondellen OHP Entropie Stoffwechsel: Geschicktes Aufnehmen und Abgeben von von Stoffen. Bildquelle: Wikipedia/Triacylglycerid 08/12

13 Entstehung verschiedenster Konzepte um zu Existieren
Zellen, Zellkompartimente und Stoffe in und an der Zelle können so gebaut sein, dass man an ganz unterschiedlichen Orten auf ganz unterschiedliche Arten existieren (= überleben) kann. Trockene Wüste, Welt ohne Sauerstoff, Absolute Dunkelheit Bakterien in saurer Milch, Bandwürmer in Schweineleber, Pinguine in der Antarktis, Wurm in Blacksmokers, Fusspilz zwischen den Zehen, Löwenzahn auf einer Wiese.

14 Entstehung verschiedenster Konzepte um zu Existieren
Zellen, Zellkompartimente und Stoffe in und an der Zelle können so gebaut sein, dass man an ganz unterschiedlichen Orten auf ganz unterschiedliche Arten existieren (= überleben) kann. Trockene Wüste, Welt ohne Sauerstoff, Absolute Dunkelheit Bakterien in saurer Milch, Bandwürmer in Schweineleber, Pinguine in der Antarktis, Wurm in Blacksmokers, Fusspilz zwischen den Zehen, Löwenzahn auf einer Wiese. Grottenolm in Kroatien

15 Entstehung verschiedenster Konzepte um zu Existieren
Zellen, Zellkompartimente und Stoffe in und an der Zelle können so gebaut sein, dass man an ganz unterschiedlichen Orten auf ganz unterschiedliche Arten existieren (= überleben) kann. Trockene Wüste, Welt ohne Sauerstoff, Absolute Dunkelheit Bakterien in saurer Milch, Bandwürmer in Schweineleber, Pinguine in der Antarktis, Wurm in Blacksmokers, Fusspilz zwischen den Zehen, Löwenzahn auf einer Wiese. Bildquelle: marum.de 08/12 Anoxische Bakterien

16 Entstehung verschiedenster Konzepte um zu Existieren
Zellen, Zellkompartimente und Stoffe in und an der Zelle können so gebaut sein, dass man an ganz unterschiedlichen Orten auf ganz unterschiedliche Arten existieren (= überleben) kann. Trockene Wüste, Welt ohne Sauerstoff, Absolute Dunkelheit Bakterien in saurer Milch, Bandwürmer in Schweineleber, Pinguine in der Antarktis, Wurm in Blacksmokers, Fusspilz zwischen den Zehen, Löwenzahn auf einer Wiese. Yoghurtbakterien

17 Entstehung verschiedenster Konzepte um zu Existieren
Zellen, Zellkompartimente und Stoffe in und an der Zelle können so gebaut sein, dass man an ganz unterschiedlichen Orten auf ganz unterschiedliche Arten existieren (= überleben) kann. Trockene Wüste, Welt ohne Sauerstoff, Absolute Dunkelheit Bakterien in saurer Milch, Bandwürmer in Schweineleber, Pinguine in der Antarktis, Wurm in Blacksmokers, Fusspilz zwischen den Zehen, Löwenzahn auf einer Wiese.

18 Entstehung verschiedenster Konzepte um zu Existieren
Zellen, Zellkompartimente und Stoffe in und an der Zelle können so gebaut sein, dass man an ganz unterschiedlichen Orten auf ganz unterschiedliche Arten existieren (= überleben) kann. Trockene Wüste, Welt ohne Sauerstoff, Absolute Dunkelheit Bakterien in saurer Milch, Bandwürmer in Schweineleber, Pinguine in der Antarktis, Riesenröhrwurm in Blacksmokers, Fusspilz zwischen den Zehen, Löwenzahn auf einer Wiese. Bildquelle: rp-online.de 08/12 Riesenröhrwurm in Blacksmokers

19 Entstehung verschiedenster Konzepte um zu Existieren
Lumineszenz Nephentes Filmausschnitte

20 Existenz sichern Klone herstellen
Je mehr es gibt, desto kleiner ist die Chance, dass man nicht mehr weiterexistiert. Beispiele: Bakterien Pflanzen Ableger Tiere Parthenogenese Menschen 10^14 identische Zellen. Eineiige Zwillinge.

21 Existenz sichern Klone herstellen
Je mehr es gibt, desto kleiner ist die Chance, dass man nicht mehr weiterexistiert. Beispiele: Bakterien Pflanzen Ableger Tiere Parthenogenese Menschen 10^14 identische Zellen. Eineiige Zwillinge.

22 Existenz sichern Klone herstellen
Je mehr es gibt, desto kleiner ist die Chance, dass man nicht mehr weiterexistiert. Beispiele: Bakterien Pflanzen Ableger Tiere Parthenogenese Menschen 10^14 identische Zellen. Eineiige Zwillinge. Hefe Filmausschnitt

23 Existenz sichern Klone herstellen
Je mehr es gibt, desto kleiner ist die Chance, dass man nicht mehr weiterexistiert. Beispiele: Bakterien Pflanzen Ableger Tiere Parthenogenese Schwamm, Planarien mit exzellenter Regeneration Menschen 10^14 identische Zellen. Eineiige Zwillinge. Pflanzen Tiere

24 Komplexe Zellstrukturen Baupläne herstellen
Moleküle einer Zelle = „Werkzeuge“ mit unterschiedlichen Funktionen Komplexe Zelle: Pläne für Werkzeuge. DNA (Deoxyribonucleic acid) Datenträger von Plänen Pläne der Werkzeuge an Klone vererbt Moleküle in der Zelle haben als Werkzeuge unterschiedliche Funktionen. In komplexen Zellsystemen mit unterschiedlichen Molekül-Werkzeugen (die nicht immer gebraucht werden), ist es für das weiterexistieren vorteilhaft, wenn Pläne für die Werkzeuge bestehen, mit deren Hilfe bei Bedarf die Werkzeuge hergestellt werden können. Ursprünglich wahrscheinlich RNA-Welt, Grosse Ähnlichkeit zur DNA, heute Datenträger für Baupläne. Ursprünglich RNA als Werkzeug. Heute noch RNA an einigen Orten mit Werkzeugfunktion (mRNA-Transport zu ER, Ribosom). DNA als Datenträger für Baupläne Standard. Vererben an Klone: Statt alle Werkzeuge, nur deren Baupläne. Wie kann die Zelle aus ihren Bauplänen Werkzeuge herstellen? Grundsatzfrage 2 Wie werden die Baupläne für die Bestandteile von Zellen gespeichert und abgelesen?

25 Wettrüsten Baupläne verändern
Welt voller Feinde & Konkurrenten & Naturkatastrophen Die Zelle muss sich ändern und anpassen können, um weiter zu existieren. Grundsatzfrage 3: Wie können die Baupläne der Zelle verändert werden? Welt voller Feinde & Konkurrenten & Naturkatastrophen Zufällige Veränderungen müssen möglich sein, ohne alles Bewährte über Bord zu werfen. Mutationen zulassen und kontrollieren. Schweizer Parteien Krebs.

26 WT Prinzip der Evolution

27 Wieso Sex? Filmausschnitt

28 Keine Egotrips sondern Sex
Ziel: Die 4 besten Bauplanversionen Alle vier 6er aufnehmen 4 verschiedene Baupläne, je höher die Karte, desto besser die Bauplanversion (6er Karte die schlechteste Bauplanversion) 1 Karte vom Stapel zeihen Mutation: 1 Bauplanversion wird verändert, wenn sie besser ist, wird sie behalten, sonst nicht. Sexuelle Reproduktion: 1 Bauplanversion gegenseitig in Paaren ausgetauscht, falls die neue Version besser ist als die eigene alte, kann man diese neue Version aus dem eigenen Stapel in die Hand holen. Bewährte Baupläne werden ausgetauscht und neu rekombiniert. Französische Karten sind asexuell, Schweizer Karten sind sexuell. 8 Dreiergruppen Vier 6er-Karten ziehen. Mutation: 1 Karte vom eigenen Stapel ziehen Bessere Bauplanversion behalten, schlechtere ablegen. Sexuelle Reproduktion: Zwei Gruppen ziehen sich gegenseitig eine Karte. Falls die gezogene Variante besser ist als die eigene, kann man diese bessere Variante aus dem eigenen Stapel in die Hand holen. In Paaren gegenseitig 1 Karte ziehen Da capo al fine Grundsatzfrage 3: Wie können die Baupläne neu gemischt werden?

29 Wer existiert, hat überlebt.
Survival of the fittest. Darwin Wie kann ein Lebewesen zu Stoff und Energie gelangen, um als Zellsystem weiter zu existieren? Wie können Baupläne für ein komplexes Zellsystems gespeichert und abgelesen? Wie können die Baupläne eines Lebewesens verändert & gemischt werden? Hinweis auf Weltherrschaft der Bakterien.