Antigen & Antikörper
Schlüssel-Schloss-Prinzip: nur der formkomplementäre Antikörper bindet ans Antigen (Spezifität der Abwehr). Anderes Antigen → anderer passender Antikörper.
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Interaktive Biologie-VisuApps zum Bildungsplan — passend zum Beispielkurs Biologie Klasse 9/10 (Baden-Württemberg): Evolution, Genetik, Zellbiologie, Immunbiologie.
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Artbildung durch Isolation
Eine geografische Barriere teilt eine Population; über Generationen driften die Gruppen auseinander, bis sie sich nicht mehr kreuzen können (allopatrische Artbildung).
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Biomembran
Flüssig-Mosaik-Doppelschicht: kleine/fettlösliche Moleküle passieren frei, Ionen nur durch offene Kanalproteine, große Moleküle werden blockiert — selektive Permeabilität.
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Blutkreislauf & Herzzyklus
Der Doppelkreislauf als gerichtete Schleife: sauerstoffreiches (rot) und -armes (blau) Blut bleiben durch die Herzscheidewand getrennt, die Farbe wechselt nur an Lunge und Körper. Herz mit vier Kammern und Klappen schlägt im Takt (Systole/Diastole). Widerlegt „das Herz ist eine Pumpe und das Blut mischt sich".
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Code-Sonne
Das radiale Diagramm des genetischen Codes: ein mRNA-Codon von innen nach außen lesen (1.–3. Base) und die codierte Aminosäure ablesen. Umgekehrt eine Aminosäure wählen und alle codierenden Codons aufleuchten lassen — die Degeneration des Codes wird sichtbar.
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Die Zelle (3D)
Drehbare Tier-/Pflanzenzelle; Klick auf ein Organell zeigt seine Funktion. Animierter Sekretionsweg ER → Dictyosom → Vesikel → Membran.
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DNA-Doppelhelix (3D)
Zoom vom Chromosom über das Nukleosom bis zur Doppelhelix und zum einzelnen Nukleotid, mit echter Maßstabsleiste. Basenpaare antippen, Helix entdrillen und öffnen, Furchen und Maße einblenden, zu einer eingetippten Sequenz den gegenläufigen Gegenstrang entstehen lassen.
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DNA-Replikation
Aus einer DNA werden zwei: Replikationsblasen öffnen sich an vielen Origins und verschmelzen, ein Enzym-Team baut an jeder Gabel die neuen Stränge. Alte Stränge bleiben farbig erkennbar, der Vergleich mit Meselson-Stahl zeigt, warum die Replikation semikonservativ ist.
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Enzymkinetik (Michaelis-Menten)
Warum mehr Substrat die Reaktion nicht endlos beschleunigt: die Sättigungskurve v = Vmax·[S]/(Km+[S]) mit Vmax-Asymptote und Km bei halbem Vmax, dazu Lineweaver-Burk-Diagramm. Kompetitive Hemmung erhöht Km (nicht Vmax), nichtkompetitive senkt Vmax. Die Kinetik-Seite zum Schlüssel-Schloss-Enzym.
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Gen klonieren
Restriktionsenzym schneidet Zielgen und Plasmid, Ligase fügt sie zum rekombinanten Plasmid; das Bakterium vermehrt es und produziert das Protein (z. B. Insulin).
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Gentechnik bewerten
Sach- und Werteebene getrennt: Fakten (Pro/Contra) zu einem gv-Szenario vs. gewichtete Kriterien (Gesundheit, Umwelt …). Aus Fakten allein folgt kein Urteil — Bewertungskompetenz.
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Herzfrequenz-Trainingszonen
Trainingszonen sind Prozentbänder der Herzfrequenz-Reserve (Karvonen: HFziel = HFruhe + p·(HFmax−HFruhe)), nicht einfach %HFmax. Ein live im Zieltempo pulsierendes Herz plus Zonen-Skala zeigen, wie niedrig die Grundlagen-/Fettstoffwechselzone wirklich liegt und wie stark Alter und Ruhepuls die individuellen Bänder verschieben — Umschalter Karvonen vs. %HFmax.
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Immungedächtnis
Antikörper-Titer über die Zeit: die sekundäre Antwort auf denselben Erreger kommt schneller und stärker als die primäre — die Grundlage der Impfung.
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Impfung & Herdenimmunität
Bevölkerungsraster mit Impfquote-Slider: ein Ausbruch breitet sich aus, Geimpfte blockieren die Ketten. Ab einer Schwellen-Impfquote erstickt die Epidemie (Herdenimmunität).
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Kladogramm lesen
Stammbaum der Arten: zwei Arten anklicken zeigt ihren letzten gemeinsamen Vorfahren und die geteilten abgeleiteten Merkmale (Synapomorphien).
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Kreuzungsquadrat (Mendel)
Eltern-Genotypen wählen → Punnett-Quadrat mit Nachkommen-Genotypen und Phänotyp-Verhältnis (3:1). Dominant/rezessiv, homo-/heterozygot; mono- und dihybrid (9:3:3:1).
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Meiose
Aus einer diploiden Zelle werden vier verschiedene Keimzellen: in 3D verfolgen, wie Meiose I die homologen Chromosomen trennt und Meiose II die Schwesterchromatiden. Mit Crossing-over, Würfel für die zufällige Verteilung, n/2n- und DNA-Zähler und Fehlverteilung bis zur Trisomie 21.
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Meselson-Stahl-Experiment
Das Meselson-Stahl-Experiment als 3D-Laborgeschichte: von der ¹⁵N-Kultur über die Ultrazentrifuge bis zur UV-Aufnahme der Banden. Vorhersagen von konservativer, semikonservativer und dispersiver Replikation mit der Messung vergleichen und herausfinden, welche Generation welche Hypothese widerlegt.
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Mitose
Eine 3D-Zelle teilt sich: Interphase bis Cytokinese auf einer scrubbaren Zeitleiste, mit Zählern für Chromosomen, Chromatiden und DNA-Gehalt. Sichtbar wird, warum beide Tochterzellen denselben Chromosomensatz erhalten.
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Mutationen
Eine Base im echten β-Globin-Gen antippen und zusehen, wie sich mRNA und Aminosäurekette umordnen: stumm, missense, nonsense oder Rasterschub. Dazu Sichelzelle, Chromosomen- und Genommutationen sowie UV-Schaden mit Reparatur.
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Osmose & Plasmolyse
Außenkonzentration regeln: in hypertonischer Lösung löst sich der Protoplast von der Zellwand (Plasmolyse), in hypotonischer strömt Wasser ein (Deplasmolyse). Osmose durch die Membran.
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Phagozytose
Unspezifische Abwehr Schritt für Schritt: eine Fresszelle erkennt, umschließt und verdaut einen Erreger (Pseudopodien → Phagosom → Fusion mit Lysosom).
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Photosynthese
Wie aus Licht, Wasser und CO₂ Zucker wird — als scrubbbarer Ablauf durch Chloroplast und Calvin-Zyklus in sechs Phasen. Macht die häufigste Fehlvorstellung sichtbar falsch: Der freigesetzte Sauerstoff stammt aus gespaltenem Wasser, nicht aus CO₂. Lichtintensität regelt das Tempo — bei Dunkelheit steht die Lichtreaktion still.
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Räuber-Beute-Dynamik
Warum Füchse und Hasen ewig schwingen statt sich einzupendeln: Zeitverlauf und Phasenraum zeigen, wie der Räuber-Gipfel dem Beute-Gipfel zeitverzögert folgt und im Phasenraum ein geschlossener Kreislauf entsteht — keiner stirbt aus. Lotka-Volterra-Parameter live verstellbar. Widerlegt „Räuber rotten die Beute aus".
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Replikationsgabel
Nahaufnahme einer Replikationsgabel in 3D: Beide Polymerasen arbeiten nur 5′→3′, deshalb wächst der Leitstrang am Stück und der Folgestrang in Okazaki-Fragmenten. Posaunenmodell in Bewegung, mit Primer-Austausch, Ligase-Schalter und dem Vergleich Bakterium/Eukaryot.
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Selektion & Evolution
Population mit zwei Varianten (heller/dunkler Birkenspanner); Selektionsdruck und Hintergrund (Industriemelanismus) verschieben die Häufigkeiten über Generationen. Variation + Selektion → Anpassung.
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Stammbaumanalyse
Genetische Stammbäume verschiedener Erbgänge (autosomal/gonosomal, dominant/rezessiv, z. B. Rot-Grün-Sehschwäche); Erbgang bestimmen, Genotypen und Anlageträger ablesen.
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Stammesgeschichte des Menschen
Scrubbare Zeitleiste Australopithecus → Homo sapiens: Zeitraum, Schädelform, Gehirnvolumen und Merkmale (aufrechter Gang, Werkzeuge) — die Trends der Humanevolution.
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Transkription
Eine RNA-Polymerase liest in 3D ein Gen ab: Die Blase wandert mit, die mRNA wächst 5′→3′ am Matrizenstrang. Für Eukaryoten mit Cap, Poly-A, Spleißen (Lariat, alternatives Spleißen) und Export durch die Kernpore, eigene DNA-Sequenz möglich.
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Translation am Ribosom
Ein Ribosom liest die mRNA Codon für Codon: beladene tRNAs bringen als Adapter ihre Aminosäure in die A-Stelle, die rRNA knüpft die Peptidbindung, bis ein Stoppcodon das Protein freigibt. Basen oder Leserahmen ändern und live sehen, wie sich das Protein ändert – bis zum Polysom.
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