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Biologie

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Grundwissen


Bio Grundwissen für die 10. Jahrgangsstufe

 

Leben auf der Erde top
  • Die sechs Kennzeichen von Lebewesen sind: Wachstum, Stoffwechsel, Bewegung aus eigener Kraft, Reizbarkeit und Verhalten, Fortpflanzung und Entwicklung, Aufbau aus Zellen.
  • Erdzeitalter: Entstehung der Erde vor ca. 5 Milliarden Jahren in der Erdurzeit; daran anschließend: Erdaltertum (Übergang zum Landleben), Erdmittelalter (Saurier, erste Säuger und Vögel), Erdneuzeit (65 Mio. bis jetzt).
  • 5 Reiche der Lebewesen: kernlose Einzeller (Bakterien), Einzeller mit Zellkern, Pilze, Pflanzen, Tiere.

Bakterien
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  • Einzellige Mikroorganismen; gibt es seit mind. 3,5 Mrd. Jahren; besiedeln aufgrund ihrer geringen Größe, extremen Anpassungsfähigkeit  und raschen Vermehrung nahezu alle Lebensräume.
  • Bau der Bakterienzelle: Zellwand, Zellmembran mit Einstülpungen, Zellplasma, Ribosomen (stellen Eiweißstoffe her), nacktes Ringchromosom (kein echter Zellkern).
  • Bakterien sind Symbiosepartner im Tier- und Pflanzenreich (d.h. von gegenseitigem Nutzen, z.B. beim Abbau von Zellulose im Darm von Rindern).
  • Bakterien sind in der Regel heterotroph, d.h. sie müssen die organischen Stoffe, die sie zur Energiegewinnung und zum Aufbau ihrer Körpersubstanz benötigen, über die Nahrung aufnehmen;
  • Bakterien können Energiegewinnung unter anaeroben Bedingungen (d.h. ohne Zufuhr von Sauerstoff  =  Gärung) oder aeroben Bedingungen (d.h. mit Hilfe von Sauerstoff  =  Zellatmung) durchführen.

Bau der Eukaryotenzelle
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Pflanzen und Tiere besitzen im Gegensatz zu Bakterien einen echten Zellkern. Ihre Zellen enthalten zahlreiche Organellen:

  • Zellmembran: reguliert den Stofftransport zwischen Zellplasma und Außenraum.
  • Zellplasma: Ort der meisten Stoffwechselreaktionen
  • Zellkern mit Kernmembran: steuert die Zelle und enthält die Erbinformation  =  DNA)
  • Endoplasmatisches Retikulum  (ER): Transportsystem innerhalb der Zelle.
  • Ribosomen: stellen Eiweißstoffe her.
  • Dictyosomen (alle D. der Zelle: Golgi-Apparat): stellen Stoffe her, speichern und transportieren sie (z.B. Drüsensäfte).
  • Mitochondrien: „Kraftwerke“ der Zelle , für deren Energieversorgung durch Zellatmung zuständig: Traubenzucker + Sauerstoff ® Kohlendioxid + Wasser + Energie.

Die Pflanzenzelle besitzt darüber hinaus:

  • Zellwand: zum großen Teil aus Zellulose; schützt, gibt Form und Stabilität.
  • (Zellsaft-)Vakuole: speichert Wasser und darin gelöste Stoffe; dient als „inneres Skelett“ der Festigung.
  • Chloroplasten: enthalten Chlorophyll; hier findet mit Hilfe von Lichtenergie die
  • Fotosynthese statt: Kohlenstoffdioxid + Wasser ® Traubenzucker + Sauerstoff.
  • Planzen sind autotroph; d.h. sie können aus anorganischen Stoffen organische Stoffe selbst herstellen.
  • Durch Zusammenschluss gleichartiger Zellen entstehen Gewebe (z.B. bei Tieren Muskelgewebe). Mehrere Gewebe, deren Einzelfunktionen aufeinander abgestimmt sind und so eine übergeordnete Aufgabe erfüllen, heißen Organe (z.B. bei Pflanzen: Blätter; bei Tieren: Herz).

 

Grundbauplan der Insekten top
  • Insekten sind wirbellose Tiere. Sie besitzen ein Außenskelett aus Chitin.
  • Der Körper ist gegliedert (Klasse der Insekten gehört zum Stamm der Gliederfüßer) in: Kopf (1Paar Fühler  =  Antennen und unterschiedlich gebaute Mundwerkzeuge), Brust (3 gegliederte Beinpaare und meist 2 Flügelpaare), Hinterleib.
  • Sie besitzen zwei Facettenaugen ( = Komplexaugen od. Netzaugen), ein Rückenherz und ein Bauchmark (Strickleiternervensystem), ein Tracheensystem zur Atmung und einen offenen Blutkreislauf.
  • Man unterscheidet unvollkommene Verwandlung (bei Heuschrecken: Ei ® Larve ® Imago und vollkommene Verwandlung (bei Schmetterlingen: Ei ® Larve ® Puppe ® Imago)

Man unterscheidet verschiedene Ordnungen, wie z.B. Käfer, Schmetterlinge, Libellen.
Viele Insekten sind Parasiten, d.h. sie leben auf Kosten eines Wirtes und schädigen diesen (z.B. blutsaugende Flöhe). Häufig übertragen sie dabei Krankheiten (z.B. die Malaria)

Evolutionsforschung top

  • Analogie ist die Übereinstimmung in der Funktion von Organen, deren Bauplan jedoch unterschiedlich ist. Sie ist das Ergebnis einer Anpassung an gleiche Umweltbedingungen (z.B.: Vorderextremität als Grabbein bei Maulwurf und Maulwurfsgrille).
  • Homologie ist die Übereinstimmung von Organen in Bau und Entstehung. Sie ist ein Hinweis auf Abstammung von gemeinsamen Vorfahren und somit ein Zeichen von Verwandtschaft (z.B.: Grundbauplan des Extremitätenskeletts bei Wirbeltieren).
  • Evolutionstheorie nach DARWIN:
    • Variabilität: Lebewesen einer Art sind nicht gleich. Unterschiede können durch Mutationen (Veränderungen im Erbgut, die an Nachkommen weitergegeben werden) oder durch Modifikationen (Veränderungen durch Umwelteinflüsse, die nicht vererbt werden) entstehen.
    • Kampf ums Dasein: durch Umweltänderungen kommt es zum Wettbewerb z.B. um Nahrung oder Lebensraum, den nur die Bestangepassten überleben.
    • Natürliche Selektion: Benachteiligte sterben aus.
    • Vererbung: Die Tauglichsten vererben ihre Merkmale (Gene) an die Nachkommen.
      • Der heutige Mensch gehört zur Ordnung der Primaten, Familie der Hominiden, Gattung Homo, Art Homo sapiens sapiens.

 

Fortpflanzung und Entwicklung des Menschen top

  • Die Entwicklungsvorgänge, die während der Pubertät ablaufen, werden von Hormonen geregelt, die in Hormondrüsen gebildet werden.
  • Die Hypophysenhormone bewirken, dass die Eierstöcke Östrogene und Progesteron bilden, die Hoden bilden Androgene. Diese Geschlechtshormone lassen die Keimdrüsen voll funktrionsfähig werden und Keimzellen (Eizellen und Spermien) heranreifen. Sie bewirken außerdem alle anderen körperlichen Veränderungen während der Pubertät.
  • Der weibliche Zyklus dauert zwischen 26 und 30 Tage. In der ersten Hälfte reift im Eierstock ein Ei heran, ca. in der Mitte des Zyklus kommt es zum Eisprung. Das reife Ei wandert nun im Eileiter in Richtung Gebärmutter und kann innerhalb 12 Stunden von einem Spermium befruchtet werden. Nach ca. 1 Woche kommt der Keim in der Gebärmutter an und nistet sich dort in die Gebärmutterschleimhaut, die während der Eireifung herangewachsen ist, ein. Erfolgt keine Befruchtung, löst sich die Schleimhaut nach ca. 1 Woche ab und es kommt zur Regelblutung. Dies ist der erste Tag des nächsten Zyklus.
  • Die Pille ist eine der sichersten Methoden der Empfängnisverhütung. Sie verhindert die Eireifung und den Eisprung. Kondome schützen zusätzlich vor Geschlechtskrankheiten.

 

Biologie Grundwissen 9. Jahrgangstufe top

Nervensystem
  • ZNS / Schematischer Bau einer Nervenzelle (Axon, Zellkörper, Dendriten, Markscheide, Schnürring, Synapse) / Informationsübertragung an einer neuromuskulären Synapse
    (synaptische Bläschen, Transmitter, synaptischer Spalt, Rezeptormoleküle, Schlüssel-Schloss-Prinzip, Enzym das Transmitter spaltet) / Reflexbogen / Bedeutung der Reflexe / Peripheres NS (sensorische und motorische Nerven)

Sinnesorgane
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Aufbau des Auges ( Lederhaut, Aderhaut, Netzhaut, Glaskörper, Linse, Iris, Ringmuskel, Linsenbänder, Pupille, Hornhaut, gelber Fleck, blinder Fleck, Sehnerv)
Retina: Stäbchen und Zapfen;
Akkommodation / Fehlsichtigkeiten;
Aufbau des Ohres:     Außenohr (Ohrmuschel, Gehörgang, Trommelfell)
                                 Mittelohr: (Hammer, Amboss, Steigbügel)
                                 Innenohr (Schnecke, Labyrinth, ovales und rundes Fenster, Hörnerv).
Prinzip des Hörens;


Hormonsystem top

Definition / Wirkungsweise / Hormondrüsen (Hypothalamus, Hypophyse, Schilddrüse, Bauchspeicheldrüse, NNM, NNR, Keimdrüsen) / positive und negative Rückkopplung / Allgemeiner Regelkreis (Führungsglied, Sollwert, Istwert, Messglied, Regelgröße, Störgröße, Regelglied, Stellwert, Stellglied, Stellgröße)
Diabetes / Regelung Blutzuckerspiegel


Genetik
top

Aufbau der DNA: Doppelhelix / vier Basen / identische Verdoppelung
Bau der Chromosomen: Chromatiden / diploid / haploid / Karyogramm / Proteinbiosynthese (DNA®mRNA®Ribosomen / Aminosäuren®Protein®Merkmal)
Bedeutung der Proteine: (Strukturproteine, Enzyme, Transportproteine, bewegliche Proteine, Antikörper, Rezeptorproteine)
Gen / Genom
Mitose (Prophase, Metaphase, Anaphase, Telophase, Interphase) / Meiose
(Meiose I, Meiose II, crossing over)
Trisonomie 21


Immunbiologie
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Bau der Viren (anhand HIV)
Bakterien und Viren als Krankheitserreger;
Funktion des Immunsystems: Antigene / Antikörper / Schlüssel-Schloss-Prinzip / Leukozyten / B-Zellen / T-Zellen
Antibiotika / Entdeckung Penicillin
Aktive und Passive Immunisierung


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THINK BIG - Medienpädagogik praxisnah


Auftritt des literarischen Quartetts in neuen, frischen Farben


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