Vergleiche tabellarisch den Bau von Tier-, Pflanzen- und Bakterienzellen anhand von sechs Kriterien.

Mikroskopiere das bereitgestellte Präparat eines Blattquerschnittes.

Skizziere einen Ausschnitt und beschrifte erkennbare Gewebe.

Erläutere je eine Funktion von zwei erkennbaren Geweben.

Die Entstehung von Mitochondrien und Chloroplasten wird in der Endosymbiontentheorie erklärt.

Erläutere zwei cytologische Sachverhalte, die für die Richtigkeit der Hypothese sprechen.

Nenne vier Bedeutungen der Proteine für Lebewesen.

Das Material 1 zeigt schematisch verschiedene Konformationen von Proteinstrukturen.

Benenne die dargestellten Proteinstrukturen und beschreibe die Merkmale einer Struktur.

Eiweiße sind in zahlreichen Lebensmitteln enthalten.

Plane die Durchführung eines Eiweißnachweises für ein von dir gewähltes Lebensmittel als Gedankenexperiment.

Fertige ein Protokoll an.

Erläutere mit Hilfe eines Schemas den Ablauf der Proteinbiosynthese.

Tabellarisches Vergleichen des Baues von Tier-, Pflanzen- und Bakterienzellen:

• 6 Vergleichsaspekte, verteilt auf Gemeinsamkeiten und Unterschiede, ggf. mit Schlussfolgerung (z. B. alle Zellen sind sich im Grundaufbau ähnlich. Der Hauptunterschied besteht im Vorhandensein eines abgeschlossenen Zellkerns, weshalb Tier- und Pflanzenzellen zu den Eukaryonten (Zelltyp Eucyte) und Bakterien zu den Prokaryonten (Zelltyp Procyte) gehören.)

Mikroskopieren: Zeigen eines geeigneten Ausschnittes des Präparates

Skizzieren und Beschriften (abhängig vom bereitgestellten Präparat), z.B.:

links: Oleander, rechts Weiße Seerose

Erläutern der Funktion von zwei erkennbaren Geweben, z.B.

• Palisadengewebe mit seinen vielen Chloroplasten in der Hauptfunktion der Fotosynthese, d.h. Umwandlung von CO₂ und H₂O mittels Sonnenlicht und Chlorophyll zu Glucose und Sauerstoff

• Schwammgewebe zur Fotosynthese, mit vielen Zellzwischenräumen zum Transport von Wasserdampf, Sauerstoff und CO₂

Erläutern von zwei cytologischen Sachverhalten zur Bestätigung der Endosymbiontenhypothese:

• z. B. da sich Mitochondrien und Chloroplasten nach der Endosymbiontenhypothese aus bakterienähnlichen bzw. blaualgenähnlichen Zellen, die von Ureucyten phagocytiert wurden, entwickelt haben, weisen Mitochondrien und Chloroplasten Baumerkmale der Bakterien auf wie z.B. 70-S-Ribosomen und nicht 80-S-Ribosomen der Eucyten.

• z. B. Durch die Endosymbiose stammt die äußere Membran von der Eucyte (Ureucyte) und die innere Membran von den Procyten, was sich im Aufbau widerspiegelt.

Nennen von vier Bedeutungen der Proteine: z. B.

• Bildung von Strukturen wie Haare

• Enzyme als Biokatalysatoren

• Hormone zur Regulation

• Proteine als Träger der Immunität

Benennen der Proteinstrukturen:

A-Sekundärstruktur

B-Tertiärstruktur

C-Quartärstruktur

Beschreiben einer Struktur:

• Sekundärstruktur: Lokale, regelmäßige Faltung von Abschnitten der Polypeptidkette (vor allem -Helix oder -Faltblatt), stabilisiert durch intramolekulare Wechselwirkungen

• Tertiärstruktur: Die vollständige, dreidimensionale Raumstruktur einer einzelnen Polypeptidkette, bestimmt durch Wechselwirkungen zwischen den Seitenketten (Reste).

• Quartärstruktur: Der räumliche Zusammenschluss von zwei oder mehr eigenständigen Polypeptidketten (Untereinheiten) zu einem funktionellen Gesamtkomplex.

Planen der Durchführung des Gedankenexperiments zum Eiweißnachweis in einem Lebensmittel und Protokollieren:

• Durchführung:

  • Auswahl eines geeigneten Lebensmittels (z. B. Eiklar, Milch ...)

  • Nachweismittel (entsprechend der Xanthoproteinprobe, Biuret-Probe oder einfach Erhitzen-Denaturierung) und Durchführung je nach Nachweis unter Einbindung der Geräte und Chemikalien

• Angeben der zu erwartenden Beobachtungen

• Auswertung (evtl. Rückschluss auf die Hypothese)

Beispiel: Nachweis von Proteinen in Milch (Biuret-Probe)

1. Durchführung

   • Lebensmittel: Frische Kuhmilch

   • Nachweismittel: Biuret-Reagenz (bestehend aus Natronlauge () und verdünnter Kupfer(II)-sulfat-Lösung ()).

   • Geräte & Chemikalien: Reagenzglas, Reagenzglasständer, Pipetten, Milch, Natronlauge einige Tropfen Kupfer(II)-sulfat-Lösung ().

   • Ablauf: Die Milch wird im Reagenzglas mit der Natronlauge alkalisiert. Anschließend wird vorsichtig die Kupfer(II)-sulfat-Lösung hinzugegeben und das Gemisch leicht geschwenkt.

2. Erwartete Beobachtungen

   • Die ursprünglich weißliche/trübe Flüssigkeit zeigt nach Zugabe der Reagenzien einen deutlichen Farbumschlag nach Violett.

   • Die Intensität der Färbung korreliert mit der Proteinkonzentration (tiefes Violett bei hoher Konzentration).

3. Auswertung

   • Chemischer Rückschluss: Die violette Farbe entsteht durch die Bildung eines Komplexes zwischen den -Ionen und den Peptidbindungen des Proteins (mindestens zwei Peptidbindungen nötig).

   • Ergebnis: Da die charakteristische Verfärbung eingetreten ist, enthält das Lebensmittel (Milch) Proteine.

   • Hypothesenprüfung: Die Annahme, dass Milch proteinhaltig ist, wird experimentell bestätigt.

Erläutern der Proteinbiosynthese mithilfe eines Schemas:

• Transkription

  • Übertragung der Information der DNA im Genbereich auf die m-RNA durch ein Enzym (RNA-Polymerase)

  • Wanderung der m-RNA durch die Kernporen

• Translation an den Ribosomen

  • Übertragung der Information der m-RNA in die Sequenz der Aminosäuren mittels der Aminosäuren transportierenden tRNA und Bildung des Proteins