Genetik Abi NRW 2022

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 Definition biologische Teildisziplin, die sich
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Zusammenfassung/Lernzettel Biologie - Genetik

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Definition biologische Teildisziplin, die sich mit dem Bau, der Funktion sowie www wwwmmmm : ZELLE pflanzlich tierisch der Weitergabe von Erbinformationen wwwmmmmmmmmm (Gene) in nachfolgende Generationen beschäftigt. → Molekulargenetik Cytogenetik Humangenetik Mitochondrien ↳ Zellatmung (molekular) Chloroplast 4 Stoffwechsel/ Photosynthese 4 Produktion von ATP (Energie)/, Kraftwerk" ZELLKERN (NUCIEUS) (zellulär) (organismisch) Golgi-Apparat ↳ Zellstoffwechsel Zellwand/ Zellmembran ↳ Stabilität/Schurz LJSOSOM Golgi- Apparat 4 Zellstoffwechsel Chromatin Kernhülle kernporen Karyoplasma Genetik DNA Chromosom Zellkern Mensch Mitochondrien Zellatmung 4 Produktion von ATP (Energie)/, Kraftwerk" Vesikel ↳ Transport vieler Stoffe Zellkern 4 Steuerung Erbinformation ● Zellkern 4 Steuerung Erbinformationen Aufbau: von Doppelmembran umschlossen Kernkörperchen (Nucleolus) 4 Enthalt Erbgut ↳ Stell RNA her Aufgaben: Regulierung / Steuerung der in der Zelle ablaufenden Prozesse Zellteilung 4 Steuerung der Proteinsynthese 4 Aufnahme von Nährstoffen KLONEN natorliche Befruchtung Klonen Fötus ↳ Abgabe von Stoffwechselprodukten Speicherung genetischer Informationen Mensch Replikation Transkription reproduktives Samen und Eizelle verschmelzen Zellkern Körperzelle des Patienten befruchtete Eizelle mit Zellkern des Eizelle Patienten Zellteilungen Zellteilungen Blastozyste Blastozyste Fötus Mensch Anwendung: STAMMZELLEN Eizelle entfernte Eizelle . therapeutisches Klonen Körperzelle des Patienten Zellkern Zellteilungen Eizelle mit Zellkern des Patienten Blastozyste Eizelle entfernte Eizelle Kultivierung der Stammzellen im Labor Leberzelle Hautzelle/Blutzelle/tumsfaktoren embryonale Stammzellen Eigenschaften: im Frühstadium des EmbryoS pluripotent (können sich in Spezialisierung durch wachs- alle Zelltypen entwickeln) be fruchtete Eizelle totipotent (Organismus entwickeln) gen verander bar uneingeschränkte vermehrung Dolly das Reproduktives Klonen (Klonschaf) Zuchtung von Geweben und anderen Zelltypen Forschung adulte Stammzellen Eigenschaften. Anwendung: ZELLZYKLUS G2-Phase Interphase S-Phase . Anzahl beschränkt (asymetrische Teilung) multipotent ● Genetik 4 differenzieren sich z. B. durch spezifische Wachstumsfaktoren kein vollständiger Organismus therapeutisches Klonen Knochenmark bildet Blutzellen bei verletzungen werden Zellen repariert oder neu erschaffen Muskeln bauen sich auf und ab C Mitose M-Phase Cytokinese G1-Phase Der Zellzyklus beschreibt den gesamten Ablauf der Zellteilung. Er umfasst zwei Phasen die Interphase und die M-Phase (Mitose und Cyto- kinese). Aus einer Zelle entstehen dabei zwei neve, genetisch identische Zellen. Im Körper werden durchgängig neue Zellen gebildet. GO-Phase Interphase : Zeitraum zwischen zwei Zellteil- ungen CM-Phasen) (entspiralisiert) • 3 Hauptphasen und eine optio- nale Ruhephase G1-Phase : Schließt an Cytokinese an Zelle wächst Stark an Zellorganellen und Zellplasma werden durch verstärkte Protein- biosynthese 1-Chromatid-Chromosom GO-Phase : S-Phase : G2-Phase : M-Phase : Mitose: Cytokinese: Zelle vermehrt sich nicht weiter lange oder kurze Zeit DNA-Replikation 2-Chromatid-Chromosomen (entspiralisiert) Histon-Proteine werden gebildet Zelle bereitet sich auf Mitose...

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vor Wachst durch Flüssigkeitsaufnahme Mitose proteine werden gebildet Zelle bildet RNA =>Zelle ist bereit für die Teilung . Kernteilung (Mitose) Zellteilung (Cytokinese) aus einer Zelle mit zwei Chromosomensätzen (=diploid) entstehen jetzt zwei diploide Tochterzellen ↳ Zellen genetisch identisch Kernteilung zwei genetisch identische Tochter- Zellen 4 Phasen (Propnase, Metaphase, Anaphase, Telo phase) Zellteilung gesamte Zelle wird getrennt Trennung des Cytoplasmas Zwei identische Tochter- zellen (jeweils diploider Chromosomensatz aus 1-Chromatid-Chromosomen (verdoppeln sich in Interphase) Faktoren innere Faktoren Kontrollpunkte aupere Faktoren Zellgröße · Nährstoffangebot MITOSE Prophase : Chromosomen ziehen sich Zusammen Ausbildung der Spindel apparate Chromosomen liegen am Ende der Prophase frei (Kernhülle löst sich auf) Metaphase Anaphase : Telophase : ¡ Genetik Chromosomen ordnen sich in der Aquatorialebene an Spindel fasern heften sich nun an die Zentromere Spindelfasern verkürzen sich 4 Chromosomen werden in zwei Chromatidstränge getrennt und zu den Polen gezogen um die Chromatidstränge bildet sich an beiden Polen eine kernhülle Chromosomen entfalten sich in ihre ursprüngliche Form gleichzeitig beginnt die Zellteilung → Ziel: genetisch identische Tochter- Zellen →>> Vorkommen : Körperzellen (vorallem wachsende Zellen) Einflussfaktoren : Nährstoffzufuhr Wachstumsfaktoren Zelldichte Zellgröße Kern-Plasma- Relation Beispiel Mensch: Interphase 2x 23 Chromosomen 2 x 23 homologe Chromo- somen = 46 Chromosomen DNA [AUFBAU & STRUKTUR]. . Bestandteile: Purinbasen Adenin, Guanin Pyrimidin basen → Thymin, Cytosin Desoxyribose (Zucker) Phosphor Guanin Eigenschaften: Doppelstrang (DNA Doppelhelix) Speicherung von Erbinforma- tionen Wasserstoff brūckenbindungen Cytosin T T Mitotische Teilung ill Thymin Adenin Wasser Stoffbrüchen Nukleotid (P-M-A-T) Phosphor Zucher GRIFFITH/AVERY Griffith (1928) versuchsobjekte: pneumokokken 4 smooth (S) Experiment : Avery (1944) Experiment: ↳rough (R) Schlussfolgerung Entdeckung der Trans- formation, d. h. eine Übertragung virulenter Eigenschaften hat von dem abgetötendem S-Stamm auf den nicht virulenten R-Stamm stattgefunden : Lost Krankheit aus durch Schleimkapsel geschützt : Genetik S-Stamm => Maus Stirbt R- Stamm => Maus überlebt hitzebehandelter (abgetöteter) S-Stamm => Maus überlebt (abgetöteter) S-Stamm + R-Stamm => Maus Stirbt nicht krankheitserregend : DNA wird vom S-Stamm isoliert R-Stamm + isolierte DNA (S-Stamm) => Maus Stirbt Schlussfolgerung In der DNA verbirgt sich die Information, die weitergegeben bzw. trans- formiert werden kann und 2.B. die Fähigkeit zur Bildung einer Schleim kapsel unterstützt SEMIKONSERVATIVE REPLIKATION I Initiation Helicase → spaltet die Wasserstoff- brücken → Doppelhelix wird entwunden und auseinander ge- schoben Primase → bringt Primer (RNA-Polymerase) an den Strängen an I Elongation: DNA-Polymerase → synthetisiert in 5'-3'-Richtung → Entfernung von RNA + Primer Einbau von DNA- Nukleotiden III Termination: Ligase → Leitstrang Folge Strang → Leitstrang➜ Polymerase arbeitet in 5'-3'-Richtung →Strang ist in die selbe Richtung verbindet Okazaki- Fragmente mit einander orientiert → kontinuierliche Verlängerung Zusammen Kleber " Folgestrang entgegengesetze Richtung → Polymerase fügt Primer hinzu diskontinuierliche (abschnitts- Replikation bei Eukaryoten weise) Verlängerung → kurze DNA-Abschnitte → Onazani - Fragmente → Austausch der RNA-Nukleotide →Ligase setzt Fragmente Replikation bei Prokaryoten Eukaryoten viel dichter mit Proteinen verpackt muss entpacht werden. viel komplexere Genome Replikation langsamer DNA-Polymerase besitzt Primase funktion Replikation viel schneller Polymerase III für DNA-Synthese zuständig definierter DNA-Abschnitt läutet Termination ein Meselson & Stahl V₁ DNA AUS 4N-Bakterien (45N-DNA) V2 DNA aus N-Bahterien nach einer Zellteilung in AN-Nährmedium V3 → DNA-Band trifft im Reagenzglas ↳ höhere Dichte ↳ Schwerer → hoher im Reagenz- glas angelegt als VA 4 niedrigere Dichte 4 Leichter Haupt probleme: → höher im Reagenz- glas als in V und V2 4 1. DNA-Band gleich wie in V2 niedrigere Dichte 4 leichter GENETISCHER FINGERABDRUCK Genetik ASN 15 N 14 N 15 N unzureichende DNA-Menge am Tatort →PCR Identifizierung potenzieller Täter →Gel-Elektrophorese ASN 14 N ASN 14N ASN 14N GENTECHNIK Der Begriff Gentechnik beschreibt Methoden in der Biotechnologie, die zur gezielten gene- tischen Veränderung von organismen eingesetzt werden. → Erbgut wird künstlich verändert →genetischer Code in allen Lebewesen gleich → rote, weiße, grave, blave und grüne Gentechnik 14 N 14 N 14N AUN PCR bzw. Polymerase-Kettenreaktion : Ein enzymabhängiges Verfahren zur Verviel- faltigung bestimmter Gen-Sequenzen innerhalb einer vorliegenden DNA-Kette. (1) Denaturierung: Erwärmung (90°) (2) Hybridisierung: Abkühlung (50°) V DNA denaturiert, indem Wasserstoffbrücken brechen DNA- Einzelstrange (3) Polymerisierung Erwärmung (70°) : Auswertung : • Primer binden jeweils an das 5-Ende der sequenz => erneute vervielfältigung möglich (Anzahl der Kopien steigt noch exponen- tiell) Polymerase synthetisiert Vom Primer aus in 5¹-3¹- Richtung den komplemen- tären Bereich Ziel vervielfältigung der DNA, um damit besser/schneller Arbeiten zu können und um Tater" zu finden. unzureichende ausreichende DNA-Spuren werden ver- vielfältigt durch Gel-Elektrophorese können Banden sichtbar gemacht werden

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So ein schöner Lernzettel 😍😍 super nützlich und hilfreich!

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Definition biologische Teildisziplin, die sich mit dem Bau, der Funktion sowie www wwwmmmm : ZELLE pflanzlich tierisch der Weitergabe von Erbinformationen wwwmmmmmmmmm (Gene) in nachfolgende Generationen beschäftigt. → Molekulargenetik Cytogenetik Humangenetik Mitochondrien ↳ Zellatmung (molekular) Chloroplast 4 Stoffwechsel/ Photosynthese 4 Produktion von ATP (Energie)/, Kraftwerk" ZELLKERN (NUCIEUS) (zellulär) (organismisch) Golgi-Apparat ↳ Zellstoffwechsel Zellwand/ Zellmembran ↳ Stabilität/Schurz LJSOSOM Golgi- Apparat 4 Zellstoffwechsel Chromatin Kernhülle kernporen Karyoplasma Genetik DNA Chromosom Zellkern Mensch Mitochondrien Zellatmung 4 Produktion von ATP (Energie)/, Kraftwerk" Vesikel ↳ Transport vieler Stoffe Zellkern 4 Steuerung Erbinformation ● Zellkern 4 Steuerung Erbinformationen Aufbau: von Doppelmembran umschlossen Kernkörperchen (Nucleolus) 4 Enthalt Erbgut ↳ Stell RNA her Aufgaben: Regulierung / Steuerung der in der Zelle ablaufenden Prozesse Zellteilung 4 Steuerung der Proteinsynthese 4 Aufnahme von Nährstoffen KLONEN natorliche Befruchtung Klonen Fötus ↳ Abgabe von Stoffwechselprodukten Speicherung genetischer Informationen Mensch Replikation Transkription reproduktives Samen und Eizelle verschmelzen Zellkern Körperzelle des Patienten befruchtete Eizelle mit Zellkern des Eizelle Patienten Zellteilungen Zellteilungen Blastozyste Blastozyste Fötus Mensch Anwendung: STAMMZELLEN Eizelle entfernte Eizelle . therapeutisches Klonen Körperzelle des Patienten Zellkern Zellteilungen Eizelle mit Zellkern des Patienten Blastozyste Eizelle entfernte Eizelle Kultivierung der Stammzellen im Labor Leberzelle Hautzelle/Blutzelle/tumsfaktoren embryonale Stammzellen Eigenschaften: im Frühstadium des EmbryoS pluripotent (können sich in Spezialisierung durch wachs- alle Zelltypen entwickeln) be fruchtete Eizelle totipotent (Organismus entwickeln) gen verander bar uneingeschränkte vermehrung Dolly das Reproduktives Klonen (Klonschaf) Zuchtung von Geweben und anderen Zelltypen Forschung adulte Stammzellen Eigenschaften. Anwendung: ZELLZYKLUS G2-Phase Interphase S-Phase . Anzahl beschränkt (asymetrische Teilung) multipotent ● Genetik 4 differenzieren sich z. B. durch spezifische Wachstumsfaktoren kein vollständiger Organismus therapeutisches Klonen Knochenmark bildet Blutzellen bei verletzungen werden Zellen repariert oder neu erschaffen Muskeln bauen sich auf und ab C Mitose M-Phase Cytokinese G1-Phase Der Zellzyklus beschreibt den gesamten Ablauf der Zellteilung. Er umfasst zwei Phasen die Interphase und die M-Phase (Mitose und Cyto- kinese). Aus einer Zelle entstehen dabei zwei neve, genetisch identische Zellen. Im Körper werden durchgängig neue Zellen gebildet. GO-Phase Interphase : Zeitraum zwischen zwei Zellteil- ungen CM-Phasen) (entspiralisiert) • 3 Hauptphasen und eine optio- nale Ruhephase G1-Phase : Schließt an Cytokinese an Zelle wächst Stark an Zellorganellen und Zellplasma werden durch verstärkte Protein- biosynthese 1-Chromatid-Chromosom GO-Phase : S-Phase : G2-Phase : M-Phase : Mitose: Cytokinese: Zelle vermehrt sich nicht weiter lange oder kurze Zeit DNA-Replikation 2-Chromatid-Chromosomen (entspiralisiert) Histon-Proteine werden gebildet Zelle bereitet sich auf Mitose...

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Bestandteile: Purinbasen Adenin, Guanin Pyrimidin basen → Thymin, Cytosin Desoxyribose (Zucker) Phosphor Guanin Eigenschaften: Doppelstrang (DNA Doppelhelix) Speicherung von Erbinforma- tionen Wasserstoff brūckenbindungen Cytosin T T Mitotische Teilung ill Thymin Adenin Wasser Stoffbrüchen Nukleotid (P-M-A-T) Phosphor Zucher GRIFFITH/AVERY Griffith (1928) versuchsobjekte: pneumokokken 4 smooth (S) Experiment : Avery (1944) Experiment: ↳rough (R) Schlussfolgerung Entdeckung der Trans- formation, d. h. eine Übertragung virulenter Eigenschaften hat von dem abgetötendem S-Stamm auf den nicht virulenten R-Stamm stattgefunden : Lost Krankheit aus durch Schleimkapsel geschützt : Genetik S-Stamm => Maus Stirbt R- Stamm => Maus überlebt hitzebehandelter (abgetöteter) S-Stamm => Maus überlebt (abgetöteter) S-Stamm + R-Stamm => Maus Stirbt nicht krankheitserregend : DNA wird vom S-Stamm isoliert R-Stamm + isolierte DNA (S-Stamm) => Maus Stirbt Schlussfolgerung In der DNA verbirgt sich die Information, die weitergegeben bzw. trans- formiert werden kann und 2.B. die Fähigkeit zur Bildung einer Schleim kapsel unterstützt SEMIKONSERVATIVE REPLIKATION I Initiation Helicase → spaltet die Wasserstoff- brücken → Doppelhelix wird entwunden und auseinander ge- schoben Primase → bringt Primer (RNA-Polymerase) an den Strängen an I Elongation: DNA-Polymerase → synthetisiert in 5'-3'-Richtung → Entfernung von RNA + Primer Einbau von DNA- Nukleotiden III Termination: Ligase → Leitstrang Folge Strang → Leitstrang➜ Polymerase arbeitet in 5'-3'-Richtung →Strang ist in die selbe Richtung verbindet Okazaki- Fragmente mit einander orientiert → kontinuierliche Verlängerung Zusammen Kleber " Folgestrang entgegengesetze Richtung → Polymerase fügt Primer hinzu diskontinuierliche (abschnitts- Replikation bei Eukaryoten weise) Verlängerung → kurze DNA-Abschnitte → Onazani - Fragmente → Austausch der RNA-Nukleotide →Ligase setzt Fragmente Replikation bei Prokaryoten Eukaryoten viel dichter mit Proteinen verpackt muss entpacht werden. viel komplexere Genome Replikation langsamer DNA-Polymerase besitzt Primase funktion Replikation viel schneller Polymerase III für DNA-Synthese zuständig definierter DNA-Abschnitt läutet Termination ein Meselson & Stahl V₁ DNA AUS 4N-Bakterien (45N-DNA) V2 DNA aus N-Bahterien nach einer Zellteilung in AN-Nährmedium V3 → DNA-Band trifft im Reagenzglas ↳ höhere Dichte ↳ Schwerer → hoher im Reagenz- glas angelegt als VA 4 niedrigere Dichte 4 Leichter Haupt probleme: → höher im Reagenz- glas als in V und V2 4 1. DNA-Band gleich wie in V2 niedrigere Dichte 4 leichter GENETISCHER FINGERABDRUCK Genetik ASN 15 N 14 N 15 N unzureichende DNA-Menge am Tatort →PCR Identifizierung potenzieller Täter →Gel-Elektrophorese ASN 14 N ASN 14N ASN 14N GENTECHNIK Der Begriff Gentechnik beschreibt Methoden in der Biotechnologie, die zur gezielten gene- tischen Veränderung von organismen eingesetzt werden. → Erbgut wird künstlich verändert →genetischer Code in allen Lebewesen gleich → rote, weiße, grave, blave und grüne Gentechnik 14 N 14 N 14N AUN PCR bzw. Polymerase-Kettenreaktion : Ein enzymabhängiges Verfahren zur Verviel- faltigung bestimmter Gen-Sequenzen innerhalb einer vorliegenden DNA-Kette. (1) Denaturierung: Erwärmung (90°) (2) Hybridisierung: Abkühlung (50°) V DNA denaturiert, indem Wasserstoffbrücken brechen DNA- Einzelstrange (3) Polymerisierung Erwärmung (70°) : Auswertung : • Primer binden jeweils an das 5-Ende der sequenz => erneute vervielfältigung möglich (Anzahl der Kopien steigt noch exponen- tiell) Polymerase synthetisiert Vom Primer aus in 5¹-3¹- Richtung den komplemen- tären Bereich Ziel vervielfältigung der DNA, um damit besser/schneller Arbeiten zu können und um Tater" zu finden. unzureichende ausreichende DNA-Spuren werden ver- vielfältigt durch Gel-Elektrophorese können Banden sichtbar gemacht werden