Liebe Blogleser,
die Biologie wird seit Einführung der einheitlichen Prüfungsanforderungen (EPAs) in 8 Basiskonzepte aufgeteilt. Heute will ich das Konzept „Struktur und Funktion“ näher vorstellen.

Struktur und Funktion

Betrachtet man Moleküle wie z.B. die DNA oder Proteine, so ist deren Aufbau, ihre Struktur auch immer ganz klar an deren Funktion gekoppelt. Man könnte sagen, die Struktur wurde auf eine ganz bestimmte Funktion hin optimiert. Vergleicht man Enzyme (Katalysatoren) unterschiedlicher Lebewesen, die identische Reaktionen katalysieren, so finden sich ganz eindeutige Strukturmerkmale, die auf eine bestimmte Funktion hindeuten. So treten bei Enzymen, die Phosphatreste binden müssen, ganz bestimmte Strukturen auf, die genau diese Funktion übernehmen. Oder es finden sich bei Redoxreaktionen katalysierenden Proteinen immer Bindestellen für die Coenzyme (Cofaktoren) NAD+ oder FAD.
Nicht nur auf molekularer Ebene, auch phänotypisch betrachtet finden sich „Struktur-und-Funktion“-Zusammenhänge. Z.B. lässt sich die Aerodynamik der sich im Wasser schnell fortbewegenden Lebewesen, z.B. Haie, Pinguine oder Hecht, sehr gut mit der Funktion „schnelle Bewegung“ verbinden.

Basiskonzept „Struktur und Funktion im Kerncurriculum“

Im niedersächsischen Kerncurriculum werden verschiedene Beispiele für das Basiskonzept „Struktur und Funktion“ aufgeführt:

  • DNA-Basenpaarung
    • exakte Einpassung der organischen Basen Adenin-Cytosin bzw. Guanin-Thymin in die Doppelhelix der DNA
    • Wechselspiel zwischen der einzelsträngigen und doppelsträngigen Information -> DNA-DNA, DNA-mRNA -> mRNA-Ribosom (tRNA)
    • Enzyme (siehe Text oben)
      • Wirkungs- und Substratspezifität der Enzyme spiegelt sich im Bau des Enzyms wider
      • Rezeptormoleküle
        • Spezifität der Rezeptormoleküle
        • Mitochondrien und Chloroplasten
          • Doppelmembranen
          • Oberflächenvergrößerungen
          • semipermeable Eigenschaft der „Funktionsmembran“ in Vorgängen wie Lichtreaktion der Fotosynthese bzw. Endoxidation/Atmungskette
          • Sonnen- und Schattenblatt des Baumes
            • Bau spiegelt Anpassung an unterschiedliche Umweltbedingungen wider
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