Das ist dein kompakter Begleiter für die wichtigsten Bio-Themen im Vorabi. Hier findest du alles zu Genetik und Neurobiologie auf den Punkt gebracht.

Die beiden Hauptthemen bauen logisch aufeinander auf und geben dir das nötige Wissen für deine Klausuren mit.

Fünf wichtige Züchtungsverfahren solltest du draufhaben: Die klassische Kreuzungszüchtung kreuzt Wildpflanzen mit Kulturpflanzen. Bei der klassischen Genetik wird nur ein einzelnes Gen übertragen.

Die Mutationszüchtung arbeitet mit radioaktiver Bestrahlung - aber Vorsicht, das ist nicht gezielt steuerbar! Cisgenetik überträgt gewünschte Merkmale aus Wildpflanzen, während Genom Editing defekte Gene repariert.

Bei der Stammbaumanalyse unterscheidest du zwischen autosomal (Chromosomen 1-22) und gonosomal (Geschlechtschromosomen). Dominant bedeutet: das Merkmal setzt sich durch, rezessiv bedeutet: es wird überdeckt.

Nervenzellen bestehen aus Dendrit, Soma, Axon und Endknöpfchen. Die Myelinscheiden isolieren elektrisch, während die Ranvierschen Schnürringe die Weiterleitung ermöglichen.

Merktipp: Dominant = durchsetzungsstark, rezessiv = zurückhaltend!

Jeder Reiz läuft nach dem gleichen Schema ab: Reizaufnahme → Transduktion → Weiterleitung → Reaktion. Sinneszellen wandeln Reize in elektrische Impulse um, die dann über das Nervensystem weitergeleitet werden.

Das periphere Nervensystem (afferente und efferente Nervenfasern) verbindet sich mit dem zentralen Nervensystem (Gehirn und Rückenmark). Synapsen können erregende (EPSP) oder hemmende (IPSP) Signale übertragen.

Es gibt vier Neuronentypen: unipolar, bipolar, multipolar und pseudounipolar. Die Spannungsmessung erfolgt mit einem Oszilloskop zwischen -30mV und -100mV.

Das Ruhepotential liegt bei etwa -70mV und zeigt den unerregten Zustand der Nervenzelle an.

Praxistipp: EPSP = erregend, IPSP = hemmend - so merkst du dir die Abkürzungen!

Das Ruhepotential von -70mV entsteht durch unterschiedliche Ionenkonzentrationen innen und außen. Kaliumionen $K+$ sind innen 30-mal höher konzentriert als außen.

Die selektive Permeabilität der Membran lässt hauptsächlich K+-Ionen durch. Jedes K+-Ion, das nach außen wandert, macht die Zellinnenseite negativer.

Die Na+-K+-Pumpe hält das Ruhepotential aufrecht: Sie pumpt mit ATP-Energie 2 K+-Ionen hinein und 3 Na+-Ionen hinaus. Ohne diese Pumpe würde das Ruhepotential langsam abbauen.

Der entstehende Ionengradient wirkt dem Konzentrationsgradient entgegen - so entsteht ein stabiles Gleichgewicht.

Eselsbrücke: K+ innen hoch, Na+ außen hoch - wie bei einem umgedrehten Salz-Süß-Verhältnis!

Das Aktionspotential läuft in fünf Phasen ab: Ruhepotential → Depolarisation → Peak $+35mV$ → Repolarisation → Hyperpolarisation. Bei der Reizschwelle öffnen sich spannungsgesteuerte Na+-Kanäle.

Die absolute Refraktärzeit macht die Membran völlig unerregbar, die relative Refraktärzeit erfordert stärkere Reize. So wird die Reizintensität über die AP-Frequenz codiert.

Marklose Axone leiten kontinuierlich - das ist energieaufwändig aber sicher. Myelinisierte Axone leiten saltatorisch (springend) von Schnürring zu Schnürring - das ist schneller und energiesparender.

Die Information über Reizstärke steckt in der Frequenz der Aktionspotentiale, nicht in ihrer Höhe. Alle APs haben die gleiche Amplitude.

Merkhilfe: Saltatorisch = wie ein Springer, der von Punkt zu Punkt hüpft!

Rezeptorpotentiale entstehen am Dendrit und summieren sich am Axonhügel. Je stärker der Reiz, desto höher die Amplitude und später die AP-Frequenz.

Tonische Rezeptoren feuern dauerhaft konstant, phasische Rezeptoren nur bei Reizänderungen. Tonisch-phasische Rezeptoren kombinieren beide Eigenschaften - perfekt für Anpassung.

An der Synapse wandelt sich die elektrische Erregung in ein chemisches Signal um. Calciumkanäle öffnen sich, Vesikel verschmelzen mit der Membran und Acetylcholin (Ach) wird freigesetzt.

Das Enzym Cholinesterase spaltet Ach wieder auf und verhindert Dauererregung. So wird das Signal sauber beendet und die Synapse ist bereit für den nächsten Impuls.

Tipp: Phasische Rezeptoren = wie deine Nase, die sich an Gerüche gewöhnt!

Cholinerge Synapsen arbeiten mit Acetylcholin als Transmitter. Calcium strömt ein, Vesikel verschmelzen mit der Membran und Ach wird ausgeschüttet - das ist Exozytose.

Erregende Synapsen öffnen Na+-Kanäle und erzeugen EPSPs (Depolarisation). Hemmende Synapsen öffnen Cl--Kanäle oder K+-Kanäle und erzeugen IPSPs (Hyperpolarisation).

Wichtige erregende Transmitter sind Acetylcholin, Dopamin und Glutamat. Hemmende Transmitter sind GABA und Glycin. Diese Balance steuert dein gesamtes Nervensystem.

Die Cholinesterase spaltet Ach in Acetat und Cholin - beide werden wieder aufgenommen und zu neuem Ach recycelt. Ohne diesen Abbau würde die Synapse dauererregt bleiben.

Faustregel: Erregende Transmitter = Gas geben, hemmende Transmitter = bremsen!

Räumliche Summation addiert gleichzeitige Signale verschiedener Synapsen, zeitliche Summation addiert aufeinanderfolgende Signale derselben Synapse. Nur wenn am Axonhügel der Schwellenwert erreicht wird, entsteht ein AP.

EPSPs verschieben das Membranpotential Richtung Schwellenwert, IPSPs machen ein AP schwerer erreichbar. Diese Balance entscheidet über Erregung oder Hemmung der Zelle.

Erregende Transmitter wie Glutamat öffnen Na+-Kanäle und depolarisieren. Hemmende Transmitter wie GABA öffnen Cl--Kanäle oder K+-Kanäle und hyperpolarisieren.

Diese Signalintegration am Axonhügel ist entscheidend: Nur die Summe aller Eingänge bestimmt, ob ein neues Aktionspotential ausgelöst wird oder nicht.

Schlüssel-Konzept: Der Axonhügel ist wie ein Türsteher - er entscheidet, wer reinkommt!