Biologie

Biologie Themen

Das Wort "Biologie" setzt sich aus den altgriechischen Worten bíos (="Leben") und lógos (="Lehre") zusammen – sie ist also die "Lehre des Lebens". Der Biologie-Unterricht behandelt dementsprechend Lebewesen und ihre Lebensräume, sowie die Prinzipien des Lebens. Einige Themen, die über die Biologie Grundlagen hinausgehen, sind:

• Ökologie: Wechselwirkungen zwischen Umwelt und Lebewesen
• Immunologie: Fragen zum Immunsystem und verschiedenen Krankheitserregern
• Entwicklungsbiologie: Entwicklung von der befruchteten Eizelle bis zum erwachsenen Lebewesen
• Verhaltensbiologie: Beobachtung und Analyse des menschlichen und tierischen Verhaltens

Biologie lernen bedeutet aber auch, die Grundlagen an sich zu verstehen. Neben den theoretischen Ansätzen lernst Du im Biologie-Unterricht auch experimentelle Fähigkeiten, wie den Umgang mit einem Mikroskop. Dadurch gewinnst Du Methodenkompetenz und kannst biologische Zusammenhänge praktisch nachvollziehen.

Genetik

Vielleicht erinnerst Du Dich an das Schaf Dolly, das erste geklonte Lebewesen? Ohne Wissen in der Genetik, hätte dieses Experiment nicht erfolgreich laufen können. Die Genetik beschäftigt sich damit, wie Merkmale, wie zum Beispiel die Haar- oder Augenfarbe, von der Elterngeneration an ihre Nachkommen vererbt werden. Dabei wird zwischen der klassischen Vererbungslehre nach Mendel und der Molekulargenetik unterschieden.

Um zu verstehen, wie die Mendelschen Regeln funktionieren, solltest Du wissen, dass jedes Lebewesen über ein Erbgut verfügt. Dieses besteht aus Desoxyribonukleinsäure (DNA) und liegt meist in Form von Chromosomen vor. In der DNA sind die Merkmale gespeichert, die festlegen, wie ein Mensch oder Tier aussieht. Einzelne Merkmale sind dabei auf bestimmten Bereichen der DNA gespeichert, die man auch Gene nennt.

Bei Menschen und den meisten anderen höheren Lebewesen liegen von jedem Gen zwei Varianten vor: eine Variante wird von der Mutter, die andere von dem Vater an die Nachkommen weitergegeben. Diese beiden Varianten werden auch Allele genannt. Allele können bei der Vererbung dominant oder rezessiv sein. Dominante Allele setzen sich meist durch. So entscheidet sich beispielsweise, ob Du blaue oder braune Augen bekommst.

Die Molekulargenetik beschäftigt sich schließlich intensiver mit der Struktur und Funktion der DNA, sowie dem Weg von der genetischen Information zum fertigen Merkmal. Dabei spielen RNA und Proteine eine wichtige Rolle.

Evolution

Ein weiterer Bereich der Biologie ist die Evolution. Hier betrachtest Du weniger die kleinen Veränderungen, die in einzelnen Zellen stattfinden, sondern die Entwicklung von Lebewesen über einen langen Zeitraum hinweg. Dabei spielt es hauptsächlich eine Rolle, wie Lebewesen sich an ihren Lebensraum anpassen. Pinguine am Südpol verfügen zum Beispiel über andere Eigenschaften als ein Strauß, der in Süd-Ost-Afrika lebt. Dennoch gehören sie beide zu den Vögeln.

Auch der Mensch hat sich über Millionen von Jahren unterschiedlich seinen Umgebungen angepasst. Es gibt verschiedene Theorien zur Evolution, doch die bekannteste ist wohl die Darwinsche Evolutionstheorie. Grundlagen dieser Theorie sind:

• Überproduktion von Nachkommen
• Variabilität
• Vererbung
• Konkurrenz
• Selektion
• Artwandel

Mittlerweile wurde Darwins Theorie jedoch erweitert und um wichtige Erkenntnisse aus der Genetik ergänzt. Die Vereinigung der beiden Bereich wird auch synthetische Evolutionstheorie genannt.

Zellbiologie

Die Zellbiologie, auch Zytologie genannt, gehört zu den Biologiethemen, die das Kleine betrachten. Wie der Name schon sagt, geht es dabei um die Zelle, ihren Aufbau und ihre Funktionen.

Zellen sind jedoch nicht bei jedem Lebewesen gleich aufgebaut: Sie unterscheiden sich je nachdem, ob es sich um einen Einzeller oder Mehrzeller handelt. Bakterien haben zum Beispiel keinen Zellkern und werden Prokaryoten genannt. Der Mensch, Pflanzen und Tiere gehören hingegen zu den Eukaryoten, die einen Zellkern besitzen, in dem das Erbmaterial aufbewahrt wird.

Prozesse, die innerhalb einer Zelle stattfinden, nennst Du Stoffwechsel. Dabei gibt es autotrophe Organismen, wie Pflanzen, die ihre Nahrung selbst aus energiearmen Stoffen herstellen können. Es gibt aber auch heterotrophe Organismen, zu denen der Mensch zählt. Wie Du sicher schon gemerkt hast, benötigst Du Nahrung, um Deine Energiespeicher aufzufüllen.

Neurobiologie

Die Neurobiologie beschäftigt sich mit den Nervenzellen (Neuronen), dem Nervensystem und damit, wie Du Deine Umgebung wahrnimmst.

Die Neurobiologie ist wichtig, wenn Du verstehen möchtest, wie Du besser Biologie lernen kannst. Denn das hängt mit elektrischen Reizen in Deinem Gehirn zusammen. Das Gehirn ist das zentrale Organ in Deinem Nervensystem und besteht aus fünf Teilen, die Du auf der folgenden Abbildung siehst:

Das menschliche Gehirn besteht aus etwa 100 Milliarden Neuronen, die über ein Vielfaches an Verbindungen (Synapsen) untereinander verfügen. Wie diese zu bestimmten Abläufen im Körper führen und wiederum ein gezieltes Verhalten hervorrufen, lernst Du in der Neurobiologie.

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