Biologie (Fach) / Stoffwechsel (Metabolismus) (Lektion)
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- Grundbegriffe Stoffwechsel/Metabolismus Aufnahme, Umbau und Abbau von Stoffen im Organismus liefert Bestandteile zum Aufbau körpereigener Stoffe und stellt die Grundlage zur Energiegewinnung der Zelle dar
- Grundbegriffe autotrophe Organismen heterotrophe ... autotroph = »selbst ernährend« nehmen anorganische, energiearme Stoffe auf und wandeln sie organische, energiereiche Verbindungen um Unterscheidung: Phototrophe: z.B. Pflanzen benutzen Lichtenergie ...
- Grundbegriffe: Stoffwechselvorgänge Assimilation ... Aufbau körpereigener Stoffe unter Energieverbrauch Assimilationsvorgänge = anabolische (aufbauende) Reaktionen z.B. Fotosynthese, Chemosynthese Abbau energiereicher Nährstoffe zur Energiegewinnung ...
- Grundbegriffe Baustoffwechsel Betriebsstoffwechsel ... Neuaufbau von Zellsubstanz → Wachstum und Erneuerung des Organismus Erhaltung der Lebensfunktionen (bei allen Stoffwechselvorgängen geht ein Teil der Energie als Wärme »verloren«)
- Grundbegriffe Katalysatoren Stoffwechselvorgänge laufen sehr langsam ab → Enzyme wirken als Katalysatoren, um sie zu beschleunigen
- Proteine und Enzyme: Aminosäuren Bausteine der Eiweiße → können sich zu Ketten verbinden (Peptidbindung) → gefaltete Kette aus Polypeptiden = Eiweiß 20 verschiedene Aminosäuren → unendlich viele Möglichkeiten in der Kombination ...
- Proteine und Enzyme: Proteinstruktur bei Verknüpfung mit anderen Molekülen Ausdruck durch Vorsilbe (z.B. Lipid = Lipoprotein) Primärstruktur: Abfolge der Aminosäuren (Aminosäurensequenz) → entscheidend für Form & Funktion des Proteins ...
- Proteine und Enzyme: Aufgabe der Proteine Strukturproteine: Haut, Bindegewebe und Knochen (z.B. Collagen), bestimmen den Aufbau von Zellen und damit die Beschaffenheit und Funktion des Gewebes Transportproteine: übernehmen den Transport wichtiger ...
- Proteine und Enzyme: Enzymwirkung Biokatalysatoren, d.h. sie beschleunigen chemische Reaktionen durch Senkung der Aktivierungsenergie Substratspezifität: werden nicht bei jedem beliebigen Substrat wirksam, sondern nur nach dem Schlüssel-Schloss-Prinzip ...
- Proteine und Enzyme: Hemmung von Enzymen erfolgt durch Inhibitoren (= Hemmstoffe) reversible Hemmung (kompetitive Hemmung): Inhibitoren weisen ähnliche chemische Struktur wie das Substrat auf → kompetitiver Hemmstoff wird an aktiver Stelle ...
- Stoffwechselvorgänge der Pflanzen: Fotosynthese Umwandlung von Lichtenergie in chemische Energie, die zum Aufbau organischer Stoffe genutzt wird Erzeugung von Biomasse als Grundlage des Lebens über Nahrungsaufnahme gelangt sie zum Konsumenten Mensch ...
- Stoffwechselvorgänge der Pflanzen: Fotosyntheseprodukte ... Biomasse von Produzenten gebildet = Bruttoprimärproduktion (BPP) (1-3% des Sonnenlichts werden hierfür aufgewendet) Teil der Produkte von Pflanzen veratmet → Pflanze benötigt freiwerdende Energie ...
- Stoffwechselvorgänge der Pflanzen: Sauerstoff/Kohlendioxid-Haushalt ... Stomata an Blattunterseiten dienen dem Gasaustausch und der Regulation der Transpiration bestehen aus Schließzellen: unter Verwendung von ATP kann K+-Konzentration innerhalb und außerhalb der Zelle ...
- Stoffwechselvorgänge der Pflanzen: Blatt, Organ der ... Absorption des Lichts in den Chloroplasten 2-8µm lange Zellorganellen, Doppelmembran, Thylakoide = innere Schicht bildet lamellenartige Einfaltung aus, in denen sich Chlorophyll befindet, Grana = Stapel ...
- Stoffwechselvorgänge von Pflanzen: Variablen Licht, ... Fotosynthesevorgang ist stark von der Lichtintensität und Temperatur abhängig die Auswirkungen der Temperatur steigen mit der Lichtintensität → Fotosyntheserate steigt bei höherer Temperatur Lichtkompensationspunkt ...
- Stoffwechselvorgänge der Pflanzen: Fotosyntheseschritte ... Lichtreaktion Sonnenenergie wird unter Spaltung von Wasser (= Fotolyse) in ATP und NADPH umgewandelt Lichtenergie wird vom Chlorophyll absorbiert → Verwendung: aus ADP + Phosphat wird das energiereiche ...
- Stoffwechselvorgänge der Pflanzen: Fotosynthese-Formen ... C4-Pflanzen CAM-Pflanzen
- Stoffwechselvorgänge der Pflanzen: Fotosynthese-Formen ... Namen: erstes stabiles Produkt der Kohlenstofffixierung ist C4-Verbindung Oxalacetat führen im Gegensatz zu C3-Pflanzen schnellere Fotosynthese bei mehr Wärme und Licht aus → ein weiterer Weg der ...
- Stoffwechselvorgänge der Pflanzen: Fotosynthese-Formen ... Crassulaceen-Säurestoffwechsel (engl. crassulacean acid metabolism) Sukkulenz = CAM-Pflanzen durch Speicherung von Wasser an trockene Bedingungen angepasst, Vermeidung der Öffnung der Stomata tagsüber ...
- Stoffwechselvorgänge der Pflanzen: biologische Oxidation ... Abbau energiereicher organischer Verbindung (z.B. Kohlenhydrate) zu energieärmeren Verbindungen (= kataboler Stoffwechsel)
- Stoffwechselvorgänge der Pflanzen: Zellatmung = Innere ... aerobe Atmung Glykolyse Zitronensäurezyklus Atmungskette (Endoxidation) anaerobe Atmung
- Biologische Oxidation: Zellatmung = Innere Atmung ... Zucker wird in mehreren Schritten zu CO2 und H2O oxidiert Ort: Mitochondrien – C6H12O6 + 6O2 → 6CO2 + 6H2O → Zellatmung findet in Organen, die nicht fotosynthetisch sind, rund um die Uhr statt (Sauerstoff ...
- Biologische Oxidation: Zellatmung = Innere Atmung ... Spaltung von Zucker beginnt im Zellplasma (noch keine Mitwirkung von Sauerstoff) wird in zwei Moleküle Pyruvat umgewandelt → Energie in Form von ATP wird frei (Pyruvat: Eukaryoten in Mitochondrien, ...
- Biologische Oxidation: Zellatmung = Innere Atmung ... Elektronentransportkette kommt ohne O2 aus, anaerobe Organismen benützen z.B. Sulfat als Elektronenakzeptor, wodurch H2S (Schwefelwasserstoff) statt H2O entsteht
- Biologische Oxidation: Gärung allgemein chemische Energiegewinnung ohne Verbrauch von O2 und ohne Elektronentransportkette allerdings nur unvollständiger Abbau → Produkte enthalten noch relativ viel Energie → Energiegewinn viel geringer ...
- Biologische Oxidation: Gärung alkoholische Gärung ... C6H12O6 → 2C2H5OH + 2CO2 + Energie Abbau von Kohlenhydraten (v.a. Glucose) unter anaeroben Bedingungen zu Ethanol und Kohlenstoffdioxid (z.B. Herstellung alkoholischer Getränke) die meisten Organismen, ...
- Biologische Oxidation: Gärung Milchsäuregärung C6H12O6 → 2C3H6O3 (Milchsäure) + Energie Abbau von Kohlehydraten zu Milchsäure unter anaeroben Bedingungen Energiequelle für Mikroorganismen Säuerungsprozesse bei Milch, Teig, Käse etc. oder Konservieren ...
- Stoffwechselvorgänge bei Tieren: Äußere Atmung ... Gasaustausch an dünnen Membranen mit großer Oberfläche (respiratorische Oberflächen): je größer die Oberflächer, desto intensiver der Gasaustausch; je dünner (Abstand zwischen Außen- und Transportmedium), ...
- Stoffwechselvorgänge bei Tieren: Äußere Atmung ... Äußere Atmung: Gasaustausch zwischen Körper und Wasser/Luft: O2 wird aufgenommen und CO2 abgegeben Transport: Gastransport über das Blutgefäßsystem (Erythrozyten transportieren Sauerstoff) Innere ...
- Stoffwechselvorgänge bei Tieren: Äußere Atmung ... Lungenatmung Kiemenatmung Hautatmung Tracheenatmung
- Stoffwechselvorgänge bei Tieren: Äußere Atmung ... funktioniert nur effizient, wenn Volumen im Vergleich zur Körperfläche sehr niedrig (ergo bei kleinen Tieren) bei größeren Tieren nur unterstützend (z.B. Amphibien) Beispiele: Einzeller, Larvenstadien ...
- Stoffwechselvorgänge bei Tieren: Äußere Atmung ... röhrenförmige Einstülpungen der Haut, die sich im ganzen Körper fein verzweigen Atemöffnungen nach außen = Stigmen (Sg. Stigma) Atemgase durch Tracheen bis direkt an die Organe befördert Gasaustausch ...
- Stoffwechselvorgänge bei Tieren: Äußere Atmung ... dünnhautige, stark durchblutete Ausstülpungen der Körperoberfläche, liegen geschützt in Körperhohlräumen (z.B. Kiemendeckel der Fische, Mantelhöhle der Muscheln) Sauerstoffgehalt des Wassers etwa ...
- Stoffwechselvorgänge der Tiere: Äußere Atmung ... Lungen = Einstülpungen der Körperöffnungen oder Ausstülpungen des Vorderdarms Größenzunahme des Tieres → Größenzunahme des respiratorischen Fläche (durch Falten und Lamellen!) Amphibien: einfache ...
- Stoffwechselvorgänge bei Tieren: Äußere Atmung ... rechter und linker Lungenflügel (rechter dreilappig, linker zweilappig (Raum fürs Herz) von einer feuchten Haut (Lungenfell) überzogen bzw. zu den Rippen durchs Rippenfell abgegrenzt Spaltraum zwischen ...
- Stoffwechselvorgänge bei Tieren: Äußere Atmung ... Luftansammlung in der Pleurahöhle → Unterdruck geht verloren, elastisches Lungengewebe zieht sich zusammen, Ventilation der Lunge unterbleibt Atemstillstand
- Stoffwechselvorgänge bei Tieren: Äußere Atmung ... Unterscheidung von Brust- und Zwerchfell- bzw. Bauchatmung Luftaustausch wird durch Unterdruckatmung gewährleistet Brustatmung: Kontraktion der Zwischenrippenmuskulatur → Brustkorb erweitert, Lunge ...
- Stoffwechselvorgänge bei Tieren: Äußere Atmung ... Gasaustauisch durch Unterdruckatmung Unterscheidung von Brustatmung und Bauchatmung (bzw. Zwerchfellatmung) Brustatmung: Zwischenrippenmuskulatur kontrahiert und erweitert den Brustkorb → Lunge wird ...
- Stoffwechselvorgänge bei Tieren: Äußere Atmung ... durch Kohlenstoffdioxidgehalt des Blutplasmas: wenn dieser ansteigt, wird die Atemfrequenz und der Gasaustausch erhöht – zu schnelles Atmen aka Hyperventilieren lähmt die Lunge → Atemstillstand ...
- Stoffwechselvorgänge bei Tieren: Verdauung und Resorption ... Nahrung wird mithilfe von in Drüsen produzierten Verdauungsenzymen hydrolytisch (unter Wasseraufnahme) in ihre molekularen Bestandteile gespalten Drüsen: Speicheldrüsen, Magenschleimhaut, Dünndarmschleimhaut, ...
- Stoffwechselvorgänge bei Tieren: Verdauung und Resorption ... Mund Speichel Speiseröhre Magen Dünndarm Dickdarm After
- Stoffwechselvorgänge bei Tieren: Verdauung und Resorption ... physikalische Zerkleinerung (Zähne) produziert in Ohr-, Unterkiefer- und Unterzungenspeicheldrüse Enzyme starten chemische Verdauung, z.B. Enzym Amylase spaltet Amylose (Stärke) reine Transportfunktion ...
- Stoffwechselvorgänge bei Tieren: Verdauung und Resorption ... Verdauungsdrüse und Hormondrüse synthetisiert Hormone wie Insulin und Glukagon in den Langerhansschen Inselzellen größte Drüse des menschlichen Körpers und seine »chemische Zentrale« Zufuhr ...
- Stoffwechselvorgänge bei Tieren: Ernährung Definition ... Nahrungsbeschaffung, Nahrungsaufnahme, Verdauung und Resorption → um gesunde Ernährung definieren zu können, muss Gesundheit definiert werden (siehe Gesundheitslehre) Wasser Kohlenhydrate, Fette ...
- Stoffwechselvorgänge bei Tieren: Ernährung Kohlenhydrate ... schnell verfügbare Energiequelle Einfachzucker (Monosaccharide, z.B. Glucose (Traubenzucker), Fructose (Fruchtzucker), Zweifachzucker (Disaccharide, z.B. Maltose (Malzzucker), Lactose (Milchzucker), ...
- Stoffwechselvorgänge bei Tieren: Ernährung Eiweiße/Proteine ... Vorkommen in Fisch, Fleisch, Getreide Bausteine für die Synthese körpereigener Proteine → acht der zwanzig benötigten Aminosäuren sind essentiell, müssen also über die Nahrung aufgenommen werden, ...
- Stoffwechselvorgänge bei Tieren: Ernährung Mineralstoffe ... anorganische Bestandteile der Nahrung → liefern keine Energie, aber wesentliche Bestandteile von Hormonen und Enzymen z.B. Natrium, Kalium, Magnesium für Menschen unverdauliche Kohlenhydrate pflanzlichen ...
- Stoffwechselvorgänge bei Tieren: Ernährung Ernährungsformen ... Vegetarismus bzw. Veganismus Slow Food Fast Food Krafttraining und Nehrstoffzufuhr Makrobiotik Trennkost
- Stoffwechselvorgänge bei Tieren: Ernährung – Ernährungsformen ... Vegetarier: essen keinen Fleisch und keinen Fisch Veganer: auch Produkte, die nur von Tieren stammen (Milch, Eier, Honig) werden gemieden → besonders schwer, alle essentiellen Amino- und Fettsäuren ...
- Stoffwechselvorgänge bei Tieren: Krankheiten durch ... Diabetes/Zuckerkrankheit Gicht Fettleibigkeit/Adipositas