Ich kann deine Probleme sehr gut nachempfinden. In meiner Familie und im Freundeskreis gab es vor mir praktisch keine Akademiker und so war für mich ebenfalls alles unbekannt. Dazu kommt, dass an der Uni generell (im Vergleich zur Schule) plötzlich viel mehr Eigenverantwortung verlangt wird. Dieser Verantwortung wirst du in diesem Moment gerecht, indem du dich informierst :)

Eismensch hat die wesentlichen Punkte schon gut getroffen. Ich muss noch ergänzen, dass es hier nicht nur Unterschiede zwischen Universitäten, sondern sogar innerhalb der Unis zwischen Fakultäten und einzelnen Dozenten existieren. Bei manchen Fakultäten musst du dich bei jeder Veranstaltung (inkl. Vorlesungen), bei anderen gar nicht.

Der angesprochene Stundenplan ist wahrscheinlich nur ein Vorschlag (ich kenne das auch aus dem ersten Semester).

Die Fachschaft ist tatsächlich (wie schon angesprochen) eine gute Anlaufstelle. Du wirst aber sicherlich schnell lernen im Vorlesungsverzeichnis deiner Uni nach Veranstaltungen zu suchen, die dich interessieren. Dort wirst du wahrscheinlich die notwendigen Infos finden (sofern deine Fakultät nicht allgemein immer eine Anmeldung möchte). Ich denke du schaffst das :)

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Es ist sicherlich so, dass die Biologie und damit auch die Biophysik fundamental auf der Chemie aufbauen und insofern sind deine Bedenken nicht unsinnig.

Nach meiner Erfahrung sind die typischen Schul-Themen in der Biophysik, Membranpotenziale, Signalweiterleitung bei Nervenzellen und Elektronenmikroskopie.

Diese Themen tangieren die Chemie dahingehend, dass Ionen und intermolekulare Kräfte eine Rolle spielen, in Ausnahmefällen vielleicht auch chemische Reaktionen.

Um ehrlich zu sein, ist das Niveau aber keinesfalls so hoch, dass unbedingt viele Vorkenntnisse notwendig sind. Gewöhnlich werden notwendige Grundlagen wiederholt. Die Frage die du also eigentlich (dich selbst) stellen musst ist, wofür du dich mehr interessierst oder was dich weiter bringt.

Wenn du Physiker, Ingenieur, Mathematiker o.ä. werden willst, mach die reine Physik. Wenn du Biologe oder Mediziner werden willst wäre die reine Physik kein Fehler aber Biophysik eine zumindest gleichwertige Wahl. Willst du gar nicht in die Naturwissenschaften, dann wähle was dich intellektuell eher interessiert. Verständnis der grundlegenden Gesetze der Natur (Physik) oder eher spezielle Kenntnisse über Vorgänge in biologischen Systemen (Biophysik). Wenn es dich interessiert, wirst du schon Motivation finden eventuelle Wissenslücken zu schließen.

Ich wünsche dir viel Weisheit für deine Entschuldigungen :)

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Ich gehe davon aus, dass es um ein Hobby geht und du nicht unbedingt für tausende Euro Equipment kaufen willst.

Ein typischer Anfangspunkt wäre dann vermutlich Astronomie mit einem einfachen (günstigen) Teleskop. Hier empfinde ich persönlich gutes Equipment als sehr teuer.

Dann wäre natürlich Elektronik ein möglicher Einstieg. Viele Physiker bauen Detektoren oder andere komplexe Maschinen für Experimente und dafür wäre Erfahrung mit Strom und Magnetfeldern hilfreich.

Am interessantesten sind aber wahrscheinlich Laser-Experimente. Hier kann man relativ leicht und günstig Experimente machen und so sogar Quanten-Phänomene sichtbar machen (zB Doppelspaltexperimente). Man ist also auch nahe an aktueller Physik.

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Dein Einwand ist nach meiner Auffassung und der von Wikipdia korrekt.

Wenn es sich also um eine Form von Prüfungsaufgabe handelt, solltest du im Zweifelsfall mit dem Verantwortlichen sprechen (ich vermeide hier das Wort "beschweren") um die Punkte oder zumindest eine Erläuterung zu erhalten.

Ich bestätige jedenfalls deine Verwunderung.

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Du sprichst hier von einer (veralteten) experimentellen Methode zur Bestimmung der Ähnlichkeit von DNA-Molekülen, bei der die Temperatur gemessen wird, unter der sich zwei (hybridisierte) Einzelstränge (aus den zu vergleichenden Quellen) trennen.

Da die Bindungsenergie und damit die Schmelztemperatur von der Anzahl an Wasserstoffbrücken und anderer Wechselwirkungen zwischen Basenpaaren abhängt, diese Eigenschaften wiederum von der Sequenzähnlichkeit, ergibt sich eine Abhängigkeit zwischen der gemessenen Schmelztemperatur und der Ähnlichkeit der Sequenzen, sodass grob eine höhere Ähnlichkeit auch eine höhere Schmelztemperatur (T) bedeutet. Real haben andere Faktoren wie Rearrangements, Repeats und besonders C/G-Gehalt noch großen Einfluss auf das Ergebnis.

Ausgehend von theoretischen Modellen oder Messungen von Mutationsraten (sagen wir z.B. 1 bp pro Generation ö.ä.), lassen sich aus den Unterschieden der DNA-Moleküle zeitliche Differenzen berechnen (zunächst wie viele Mutationen und wie lange würde das dauern). An dieser Stelle spricht man dann von einer molekularen Uhr.

Um wirklich etwas aus den Temperaturen zu berechnen, musst du entweder Annahmen/Schätzungen über den Zusammenhang zwischen Temperatur und der vergangenen Zeit machen oder Daten für eine Kalibrierung bzw. Modellbildung verwenden. Beides ist nicht ganz einfach, sofern es nicht direkt in einem Buch o.ä. vorgekaut wird oder du ein sehr simples Modell verwenden sollst.

Hilft die meine Ausführung bereits oder kannst du mehr Infos über die Aufgabenstellung mitteilen?

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Ich denke du hast die Sache richtig verstanden, obwohl du eigentlich ein Beispiel nennst und sich Membranpotential allgemeiner Definieren lässt.

Es ist in der Tat üblich das Membranpotential über die Zellmembran zu messen aber theoretisch kann es bei allen Arten von Membranen elektrische Potentiale geben.

Als Physiker hätte ich noch gerne das Wort "elektrische" Spannung gehört (es gibt ja durchaus auch mechanische Spannung im bioligischen Kontext) aber ich nehme nicht an, dass du etwas anderes gemeint hast.

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Grundsätzlich ist es schon möglich, das Erbgut von zwei Eizellen zu verwenden um eine zu befruchten. Entsprechende Meldungen gab es in der Presse auch durchaus, diese Verfahren sind aber weit entfernt von einer gängigen Praxis.

Auch die von dir vorgeschlagene Variante mit zwei Müttern und einem Vater ist möglich https://m.focus.de/gesundheit/ratgeber/zukunftsmedizin/tid-22191/reproduktionsmedizin-ein-kind-zwei-genetische-muetter_aid_624176.html). Dabei stammt die chromosomale DNA von einer Mutter und die mitochondriale DNA von der zweiten. Das ist laut diesem Bericht auch durchgeführt worden.

Man sollte aber klarstellen, dass hier dennoch eine Eizellen, mit dem genetischen Material von zwei Frauen, von einem Spermium befruchtet wird.

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Der Definition nach, besteht die biologische Funktion von Erbinformation erstmal darin Informationen an die Nachkommen weiterzugeben.

Aus evolutionärer Sicht, hat die Erbinformation dann noch die Funktion Anpassung zu erlauben, indem sie fehlerhaft an die Nachkommen übertragen wird. Zwar wird eine Veränderung zu 99% negativ oder wirkungslos sein aber eine geringe Chance einen Vorteil zu erhalten ist auf lange Sicht ausreichend um eine Anpassung an die Umwelt zu erlauben.

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Schönes Thema.

Erstmal: Die Frage impliziert, dass die Genregulation bei Prokaryoten auf einer anderen Ebene effektiver wäre, das wäre mir aber neu bzw. "Effektivität" impliziert ein Maß für die Funktionalität, was objektiv nicht existiert (nach meinem Wissen). Vielleicht kannst du erläutern, wie du auf genau diese Formulierung kommst?

Generell wäre jedenfalls ein gutes Argument für die Regularien auf Transkriptionsebene, dass in der Ebene darunter, der DNA-Sequenz Änderungen (Mutationen) zu langsam passieren, während man in der Ebene darüber, der Translation, rein theoretisch erstmal das gleiche Potenzial hätte, wie in während der Transkription, der hier wesentliche Unterschied sind in meinen Augen epigenetische Veränderungen. Diese erlauben quasi das Speichern von Informationen für eine gewisse Zeit und damit eine zeitweilige Stabilität in der Genregulation, was bei der Translation fehlt - theoretisch aber konstruierbar wäre.

Nur weil es bei Lebewesen die wir kennen nicht vorhanden ist, impliziert das ja keine Unmöglichkeit.

Bei Chromatin-Umstrukturierung bezeichnet genau diese besagten epigenetischen Veränderungen. Wikipedia hat hier gute Beschreibungen: https://de.m.wikipedia.org/wiki/Chromatin-Remodellierung

Du kannst ja gerne erneut fragen, falls diese Erklärung nicht ausreicht.

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Gemeint sind wahrscheinlich differenzierte und undifferenzierte Zellen, "spezialisiert" ist hier eher Umgangssprache.

Es ist so, dass wir, d.h. all unsere Körperzellen, aus nur einer einzelnen Eizelle entstanden sind. Diese Zelle war darum noch undifferenziert (nicht spezialisiert), in dem Sinne, dass aus ihr (nach vielen Teilungen) noch jede Art von Körperzelle werden kann (Nerven, Muskeln, Organe usw.).

Die Zellen die wir nach unserer Geburt haben sind hingegen großteils schon ausdifferenziert (spezialisiert). Nach einer Teilung bleibt eine Hautzelle zB immer eine Hautzelle, eine Nervenzelle eine Nervenzelle usw.

Das ist hier auch der maßgebliche Unterschied.

Da differenzierte und undifferenzierte Zellen aber identische Genome haben, kann man deine Frage natürlich auch so auffassen, dass du wissen willst, was aus einer undifferenzierten Zelle eine differenzierte Zelle wird. Die Antwort hier lautet "epigenetische Veränderungen". Trotz gleicher Genome können Zellen unterschiedliche Informationen tragen, die Gene können so an bzw. ausgeschalten sein und entsprechend verhalten sich Zellen unterschiedlich.

Sag Bescheid, falls du noch Fragen hast.

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Vorweg: Ich verstehe die Frage :)

Mein erster Impuls wäre der gleiche wie deiner, nämlich dass das Feld real nicht homogen ist. In der Skizze könnte man das auch in der Tat als Lösung annehmen und ich würde diese Vermutung auch in die Lösung einbeziehen, ich sehe aber zwei Probleme.

Das Feld ist außerhalb des Kondensators sicher wesentlich schwächer also wird das Linienintegral wohl dadurch nicht null, man könnte ja sogar den Kondensator in eine Metallkiste packe, sodass der äußere Pfad dann tatsächlich real keinem Feld ausgesetzt wäre (kannst du mir folgen?)

Alternativ könnte man den äußeren Pfad extrem ausdehnen, bis das Feld definitiv vernachlässigbar wäre.

Ich habe aber auch einen Lösungsvorschlag. Es geht vielleicht eher um das Feld in den Platten. Diese sind real ausgedehnt und die Bewerbung der Elektronen, erzeugt ein Gegenfeld, welches erst dafür sorgt, dass hinter den Platten kein Feld mehr besteht. Dieses Feld wird beim inneren Weg passiert, was das Integral immer rettet.

Sag bitte in jedem Fall Bescheid, was der Prof/Tutor als Musterlösung rausgibt bzw. ob meine Lösung passt :)

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Ich denke eindeutig belegte Daten gibt es dazu nicht aber die Überlegung erscheint plausibel.

Nach meiner Kenntnis ist es besonders die Wirbelsäule, die für die Größenunterschiede verantwortlich ist und diese wird sicher durch das Körpergewicht stärker belastet.

Wäre ja relativ leicht zu testen, wenn du eine Zeit lang Gewichte trägst und prüfst ob du schon an Mittag bei 1,8m bist.

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Definieren "unsterblich".

Unsterblich im Sinne von "Unzerstörbar" ist kein Lebewesen. Genügend Hitze, Strahlung oder andere Stressfaktoren tötet alles.

Natürlich gibt es zähe Biester unter den Einzellern, besonders Extremophile Lebewesen halten einiges aus und viele Bakterien können sich in ein Sporen-Stadium versetzen, in dem sie praktisch tot auf ihr Wiedererwachen warten, unsterblich sind sie aber auch in diesem Zustand nicht.

In finaler Konsequenz bestehen Lebewesen aus Molekülen und diese lassen sich grundsätzlich durch Energie (zB Wärme oder Strahlung) spalten.

"Unsterblich" im dem Sinne, dass es keinen Tot durch Altersschwäche gibt, sind ja praktisch alle Einzeller. Theoretisch sind ja alle heute lebenden Zellen aus der Zellteilung einer Urzelle hervorgegangen, diese ist also quasi nie gestorben, hat sich nur (sehr oft) in der Mitte geteilt.

Wenn du Zellteilung als "tot" definierst, wird es interessant aber mit der Definition problematisch.

Ist deine Frage damit beantwortet?

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Die nicht-Existenz eines Prozesses kann man grundsätzlich nicht im eigentlichen Sinne "beweisen".

Die Hypothese lässt sich aber stützen, indem man alle Mitochondrien aus einer Zelle entfernt und feststellt, dass diese nicht neu gebildet werden.

Das schließt dann natürlich nicht aus, dass die Zellen dies nicht nur zufällig nicht getan haben oder dass andere Mitochondrien für die Synthese aus einem anderen Grund als zur Teilung benötigt werden.

Dennoch ein starker Beweis.

Man kann die Theorie noch weiter stützen indem man anschließend Mitochondrien transplantiert und dann feststellt, dass wieder neue gebildet werden.

Wiederholt man dies oft, wird die Wahrscheinlichkeit schon recht hoch, dass Mitochondrien benötigt werden.

Als Beweis für die Teilung, könnte man Methoden aus der Mikroskopie verwenden aber ich denke darauf willst du nicht hinaus.

Ich hoffe die Antwort hilft.

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Natürlich ist die Sache eigentlich komplexer, da bei der Transkription häufig wichtige Bereiche (insbesondere Gene) abgelesen werden, während die Replikation die großen Nicht-kodierenden Bereiche einschließt aber gehen wir Mal von einer jeweils konstanten Fehlerrate aus.

Bei einem Fehler während der Transkription entsteht maximal ein fehlerhaftes Protein.

Bei einer fehlerhaften Replikation, an exakt der gleichen Stelle, wird jedes synthetisierte Protein der Tochterzelle und deren Tochterzellen den Fehler enthalten, was Millionen fehlerhafter Proteine bedeuten kann.

Entsprechend ist der zu erwartende Schaden tendenziell wesentlich größer und entsprechend ist ein geringere Fehlertoleranz gegeben.

Das Resultat kann theoretisch in beiden Fällen fatal sein (zB wie gesagt, zu Krebs führen), die Wahrscheinlichkeit ist bei der Replikation nur um ein Vielfaches höher.

Ich hoffe das hilft.

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Die Aufteilung erscheint mir nicht umfassend, es gibt beispielsweise auch Mutationen außerhalb von Genen, die weder den Chromosomensatz verändern, noch den Aufbau von Chromosomen.

Dennoch ist es grundsätzlich denkbar, dass Mutagene und Fehler bei der Replikation ursächlich für die Veränderungen sind. Hinzu wäre Strahlung noch eine klassische Ursache und natürlich muss in allen Fällen die Reparatur der DNA versagen.

Bestimmte DNA-Sequenzen und epigenetische Marker können auch Einfluss auf Mutationsraten haben und so entsprechende Fehler begünstigen.

Viren könnte man noch als Ursache nennen und alles was die Zelle unter Stress setzt also Hitze, Umgebung (z.B. Salzgehalt, pH-Wert) können noch Einfluss nehmen.

Ich hoffe das hilft.

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Das Beispiel wirkt etwas konstruiert, da der Ball nachgeben könnte und ein "Wurf" irgendwie impliziert, dass keine Kraft auf den Ball wirkt (außer eventuell die Schwerkraft).

Besser wäre eine harte Kugel, die man mit einer Kraft von 10 Newton gegen den Boden drückt. In diesem Fall würde an der Oberseite des Balls 10 N ausgeübt, auf die Hand des Drückenden 10 N, auf den Boden 10 N und an der Unterseite der Kugel vom Boden aus 10 N.

Das führt zum einem zu einem Kräftegleichgewicht bei der Kugel, was sinnig ist, da wir aus dem Alltag wissen, dass sich eine Kugel in dieser Situation nicht bewegt. Auf der anderen Seite gibt es keinen "Krafterhaltungssatz", wie etwa bei der Energie und darum ist etwas in der Art physikalisch völlig zulässig.

Wolltest du darauf hinaus? :)

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Bezüglich der Suche: Man kann in einer cDNA-Bibliothek zwar nach Gensequenzen suchen aber eine Positionierung auf einem Chromosom wäre ohne weitere Technik nicht notwendig. Das wirft etwas die Frage auf inwiefern du die Grundlagen von cDNA verstanden hast. Bist du hier sicher? Eine in der Bibliothek gefundene Sequenz wäre außerdem zunächst mal nur für die Zelle oder Zellen gültig für welche diese erstellt wurde. Selbstverständlich ist es aber wahrscheinlich, dass andere Menschen und verwandte Lebewesen identische Sequenzen besitzen.

Bezüglich der Position: Ja, wenn bei einem Individuum einer Spezies ein Gen an einer bestimmten Position im Genom bzw. auf einem Chromosom vorhanden ist wird dies mit sehr hoher Wahrscheinlichkeit bei allen anderen Individuen der Spezies so sein.

Bezüglich Online-Datenbanken: Grundsätzlich ja, es geht um die Speicherung aber vor allem auch um den leichten Zugang für Forscher auf der ganzen Welt.

Es freut mich übrigens, dass dich das Thema interessiert. Verliere diese Neugier nicht!

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Ernährung, also die Aufnahme und verstoffwechslung von Substanzen aus der Umgebung hat zwei Gründe. Die Aufnahme von nützlichem "Baumaterial" für Proteine und andere funktionale Biomoleküle und Energiestoffwechsel.

Da Viren gar keinen eigenen Stoffwechsel besitzen, ernähren sie sich eigentlich gar nicht. Sie befallen Zellen und verwenden deren Material und Energie um eigene Zwecke (überwiegend Vermehrung) zu verfolgen. Letztlich hängt es also vom Wirt ab, aus welcher Nahrung ein Virus zehrt.

Bakterien sind vollständige Zellen mit Stoffwechsel und benötigen darum "Nahrung". Da Bakterien aber ein sehr weiter Begriff ist, umfasst die Bezeichnung auch viele verschiedene Arten der Ernährung. Beispielweise gibt es Bakterien, die Photosynthese betreiben und Bakterien, die sich chemolithotroph ernähren d.h. sie verzehren chemische Verbindungen (oft Schwefelverbindungen) oder anders ausgedrückt "Steine". Bekanntlich gibt es aber auch pathogene (schädliche) Bakterien, die sich, zB auf Zähnen, von Zucker ernähren.

Ich hoffe das hilft.

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Bei dem "O" (eigentlich ein großes Teta), handelt es sich um eine Schreibweise für die dominierende Ordnung der Funktionen an dieser Stelle, für große n.

Das bedeutet an der Stelle von O(1/n) steht tatsächlich etwas wie:

A/n + B/n^2 + C/n^3 + ...

Also ein Term welcher proportional zu 1/n ist und weitere Terme, welche für große n kleiner sind als 1/n.

Die Idee ist die, dass man nun weiß, wie groß der Fehler der Approximation (ohne das O(1/n)) ist und letztlich abschätzen kann ob ein gegebenes n hinreichend klein ist, damit die Näherung passable Ergebnisse liefert.

Die Vorstellung als eine Menge von Funktionen ist also nicht so falsch, besser ist aber die Vorstellung, dass sich hier eine nicht weiter spezifizierte Funktion befindet, welche sich wie 1/n verhält. Dies ist durchaus eine Einschränkung auf eine gewisse Menge von Funktionen, in der Regel steht an der Stelle aber eine konkrete Funktion, deren genauer Verlauf lediglich nicht von Belang ist.

Im Vorliegenden Beispiel kannst du auf Wikipedia (https://de.m.wikipedia.org/wiki/Stirlingformel) leicht nachlesen, welche Funktion hier steht:

1/(12n) - 1/(360n^3) + ...

Du wirst desweiteren erkennen, dass schon für n=10 der Faktor 1/n relativ nahe bei Null liegt.

Ich hoffe das hilft.

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