Am Montag, 09.11. wurde eine Nachricht über den Schulmanager verschickt, um euch für Di, 10.11. mit einem Arbeitsauftrag zu versorgen, da ich aufgrund einer Fortbildung keinen Präsenzunterricht bei euch durchführen kann. Hier findet ihr die Lösungen zu den Aufgaben.
Skizzieren Sie den Versuch von Miller und Urey und seine Bedeutung für die Entstehung des Lebens auf der Erde!
Wenn man einen Versuch skizzieren soll, dann ist damit gemeint, alle Teile dieses wissenschaftlichen Experiments kurz darzustellen. Ähnlich wie in einer naturwissenschaftlichen Seminararbeit gehören dazu auf jeden Fall die Teile: Versuchsaufbau bzw. Material und Methoden (hier sollte beschrieben werden, WAS gemacht wurde oder WIE der Versuch aufgebaut war) und Ergebnisse (hier sollten die Ergebnisse beschrieben werden, allerdings ohne bereits eine Interpretation oder Wertung vorzunehmen).
Ich empfehle dringend, die Interpretation der Ergebnisse bzw. die Schlussfolgerungen, die man aus dem Versuch ziehen kann, von der eher nüchternen und objektiven Beschreibung des Versuchsaufbaus und den beobachtbaren Ergebnissen zu trennen! Überprüft jetzt, ob eure Aufzeichnungen mit diesen Empfehlungen übereinstimmen. Klickt dann erneut auf den folgenden „Lösung“-Button.
Versuchsaufbau / Material und Methoden:
Bei dem Versuch wurden die Bedingungen der Ur-Erde simuliert (1 BE): In einem abgeschlossenen System (1 BE) wurden anorganische Stoffe (1 BE) wie Methan, Ammoniak, Kohlenstoffdioxid, Wasser und Wasserstoff (insg. 1 BE) an verschiedenen Stellen erhitzt und abgekühlt (1 BE), zusätzlich wurden mit Elektroden elektrische Entladungen (1 BE) erzeugt, die atmosphärische Blitze simulieren sollten. In regelmäßigen Abständen wurden Proben aus dem Gemisch entnommen und analysiert (1 BE).
Skizze (1 BE):
Hinweis: Bei der vorliegenden Aufgabenstellung liegt kein Schwerpunkt auf dem Anfertigen einer Zeichnung. Sollte in der Aufgabenstellung allerdings z.B. folgende Formulierung enthalten sein: „Fertigen Sie eine beschriftete Zeichnung vom Versuchsaufbau an!“, dann kann die Zeichnung durchaus auch mit 5-6 BE bewertet werden.
Ergebnisse:
Nach wenigen Tagen fanden sich in dem Gemisch organische Moleküle (1 BE) wie z.B. Aminosäuren, DNA-Bausteine und Kohlenhydrate (insg. 1 BE).
Interpretation / Schlussfolgerung:
Allein die Bedingungen auf der Ur-Erde haben ausgereicht, um aus rein anorganischen Substanzen organische Bausteine entstehen zu lassen, die in nahezu allen heute bekannten Lebewesen vorkommen (2 BE).
Beschreiben Sie eine gängige Theorie zur Entstehung von Chloroplasten und Mitochondrien. Gehen Sie dabei auch auf die molekularen Aspekte ein, die diese Theorie stützen.
Die Endosymbionten-Theorie (1 BE) beschreibt die Entstehung von Chloroplasten (bzw. Plastiden, einem Überbegriff, zu dem auch die Chloroplasten gezählt werden) und Mitochondrien nach folgendem Muster:
Größere Zellen, die nur anaerob Energie gewinnen konnten (1 BE), nahmen durch Endozytose (1 BE) aerobe Bakterien (1 BE) auf, die jedoch nicht verdaut wurden (1 BE), sondern fortan symbiotisch im Inneren der größeren Zelle weiterlebten (1 BE). Im Laufe der Zeit entwickelten sich daraus die Mitochondrien. Der Vorteil für die größere Zelle bestand nun darin, mit Hilfe von Sauerstoff deutlich effektiver Energie gewinnen zu können (1 BE). Hinweis: s. Kap. 2.3.5 und 2.3.6 der Q11
Im Buch wird nun geschrieben, dass die aufgenommenen aeroben Bakterien auch einen Vorteil hätten, weil sie in einer konkurrenzarmen, ressourcenreichen Umwelt (der Zelle, die sie auffressen wollte) leben. – Ob das für die aeroben Bakterien tatsächlich „so toll“ ist, kann man meiner Meinung nach schlecht beurteilen. Fakt ist: Dieses System (große, anaerobe Zelle nimmt aerobes Bakterium auf, verdaut es aber nicht, sondern tauscht mit ihm Stoffwechselprodukte aus) scheint im Vergleich zu anderen Lebewesen einen großen „Fortpflanzungserfolg“ gehabt zu haben.
Chloroplasten entstanden auf ähnlichem Weg durch die Aufnahme von fotoautotrophen Bakterien (1 BE).
Belege für diese Theorie:
- Chloroplasten (Plastiden) und Mitochondrien besitzen eine doppelte Membran, von denen die äußere eher eine eukaryotische Zusammensetzung aufweist, die innere eher eine prokaryotische. Dies würde mit dem Vorgang der Endocytose gut zusammenpassen: Dabei wird ein Nahrungspartikel (hier: aerobes oder fotoautotrophes Bakterium) von der größeren Zelle umflossen und dabei in deren Zellmembran "verpackt".
- Chloroplasten und Mitochondrien können sich unabhängig von ihrer "Wirtszelle" teilen.
- C. und M. besitzen eigenes Erbgut, in Form von ringförmiger DNA.
- C. und M. besitzen auch eigene Ribosomen, die eher denen von Prokaryoten ähneln und daher auch von Antibiotika gehemmt werden, die normalerweise zur Bekämpfung von Bakterien eingesetzt werden.
