1._Was_ist_Biologie
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Biologie: Lehre vom Lebendigen Die Kennzeichen der Lebewesen So auffallend die Unterschiede zwischen einem Steinbock und einem Steinblock oder zwischen einem Computer und einem Mensche auch sein mögen, so schwierig ist es doch, „Leben“ zu definieren. Wir müssen uns damit zufrieden geben, die Kennzeichen des Lebens zu erfassen, indem wir nach Merkmale und Fähigkeiten suchen, welche die Lebewesen von Unbelebtem unterscheiden. Auch das ist nicht immer ganz einfach, wie Sie dann erkennen werden, wenn Sie die Aufgaben auf der Rückseite dieser Kopie lösen. Sie überprüfen dort die Kennzeichen des Lebens am Beispiel von zwei Lebewesen, dem Gänseblümchen und dem Laubfrosch. Das Gänseblümchen vertritt die Pflanzen, der Laubfrosch die Tiere. 1. Lebewesen reagieren Lebewesen reagieren auf Reize: Sie haben ein Reaktionsvermögen. Der Ablauf der Reaktionen wird von äußeren Faktoren (Umwelteinflüsse) und meist auch von inneren Faktoren (Triebe, Veranlagung) beeinflusst. Die Reaktionen der Lebewesen auf die Reize sind sehr unterschiedlich: Beispiele: Sie bewegen sich fort, verändern ihre Farbe oder wenden sich dem Licht zu. 2. Lebewesen wachsen, entwickeln sich und sterben Lebewesen entwickeln sich aus einfacheren Strukturen wie Samen oder befruchteten Eizellen. Sie wachsen aktiv und planmäßig. Ihr Wachstum und ihre Entwicklung sind durch das Erbgut gelenkt, werden aber von der Umwelt beeinflusst. 3. Lebewesen pflanzen sich fort Lebewesen vermehren sich, d.h. sie bilden Nachkommen. Die Vermehrung und die Sterblichkeit ermöglichen die Anpassung der Art und der Individuenzahl an die Gegebenheit der Umwelt. 4. Lebewesen haben einen Stoffwechsel Lebewesen bauen ihren Körper selber auf. Sie nehmen Stoffe aus der Umgebung auf und stellen daraus ihre körpereigenen Stoffe her. Sie bauen auch laufend Stoffe ab und scheiden Abfallstoffe aus. Lebewesen tauschen also mit ihrer Umgebung Stoffe aus und wandeln Stoffe um: Sie haben einen Stoffwechsel. Durch ihren Stoffwechsel beschaffen sich die Lebewesen nicht nur Stoffe, die sie für das Wachstum und ihre laufende Erneuerung brauchen. Der Stoffwechsel liefert den Lebewesen auch die Energie, die sie für ihre Aktivitäten brauchen. Sie beschaffen sich diese Energie, indem sie entweder Licht aufnehmen oder energiereiche Nahrung fressen. Nach ihrem Speisezettel unterscheidet man autotrophe und heterotrophe Lebewesen: • Autotrophe Lebewesen verwenden energiearme Stoffe aus der Umwelt (z.B. Mineralsalz und Wasser). Daraus stellen sie selber energiereiche körpereigene Stoffe (z.B. Traubenzucker) auf. Die meisten beziehen die dazu notwendige Energie aus dem Licht. Diese energiereichen Stoffe können dann für ihre Aktivitäten als Treibstoffe verwertet werden. • Heterotrophe Lebewesen müssen energiereiche Stoffe fressen und verdauen. Sie beziehen die Energie für ihr Leben also aus der Nahrung. 5. Lebewesen bestehen aus Zellen Lebewesen bestehen aus mindestens einer Zelle. Die Zelle ist die kleinste Einheit, die selbstständig lebensfähig sein kann. Ihr Bau und ihre Leistungen werden durch das Erbgut gesteuert. Biologie 1aAN / 1fM SM 08/09 Biologie: Lehre vom Lebendigen Überprüfung der Kennzeichen des Lebens: Kennzeichen Laubfrosch Gänseblümchen 1. 2. 3. 4. 5. Weitere Aufgaben: 1. Welche Leistungen erbringen alle Lebewesen? a: Sich fortbewegen b: Wachsen c: Eier legen d: Stoffe aufnehmen e: Reagieren f: Autotrophe Ernährung 2. Wozu braucht ein Lebewesen den Stoffwechsel? 3. Was unterscheidet den Stoffwechsel der Pflanze und der Tiere grundsätzlich? 4. Ein Archäologe findet bei einer Ausgrabung in einem alten Topf Reste, von denen er vermutet, es seien Pflanzenteile. Wie kann er seine Vermutung überprüfen? 5. Erklären Sie, warum ein Computer kein Lebewesen darstellt! 6. „Aber ein Gummifrosch verändert sich doch auch: Er verliert seine Farbe und wird spröde!“ Worin unterscheidet sich diese Form der Veränderung von derjenigen, welche die Lebewesen im Laufe ihres Lebens erfahren? Biologie 1aAN / 1fM SM 08/09 Biologie: Lehre vom Lebendigen Die Biologie und ihre Strukturebenen Die Biologie als „Lehre vom Lebendigen“ ist eine Wissenschaft für Abenteurer und Detektive. Sie entführt uns in Urwälder, Wüsten, Meere und andere Lebensräume. Lebendiges gibt es auf unserer Erde fast überall zu entdecken, in ungeheurer Vielfalt und Komplexität. Doch wie und wo soll die Biologie mit der Beschreibung des Lebens beginnen? Kann in der Vielfalt und Komplexität überhaupt eine Ordnung gefunden werden? Die biologische Ordnung beruht auf einer Hierarchie von Strukturebenen, wobei jede Ebene auf der darunter liegenden aufbaut: • Auf der untersten Ebene sind die Atome und die Moleküle: die Ebene der ............................................... • Viele der Moleküle des Lebens ordnen sich zu winzigen Strukturen an, zu .......................... und ihren Bauteilen. • Zellen sind die Untereinheiten eines .............................................. Es gibt einzellige Organismen und vielzellige. Vielzellige Lebewesen zeichnen sich häufig aus durch bestimmte Anordnung ihrer Zellen zu Geweben, Organen und Organsystemen. Abb.: Die Strukturebenen in der Biologie am Beispiel des Menschen • Einige Stufen in der biologischen Hierarchie gehen über den einzelnen Organismus hinaus. Die ................................................ (das sind Gruppen von Organismen derselben Art, welche im selben Lebensraum leben und sich untereinander fortpflanzen) ist eine solche höhere Ebene. • Populationen verschiedener Arten im selben Lebensraum bilden eine biologische Gemeinschaft, eine .............................................. Die Einordnung der Erkenntnisse der Biologie auf die verschiedenen Strukturebenen ist äußerst hilfreich. Sie erleichtert es nämlich, eine breitere Perspektive zu gewinnen, und neue Entdeckungen mit Vorgängen in Zusammenhang zu bringen, die auf den darunter oder darüber liegenden Ebenen stattfinden! Biologie 1aAN / 1fM SM 08/09 Biologie: Lehre vom Lebendigen Die Gliederung der Biologie in Fachgebiete Vielleicht befindet Biologie m Moment in ihrer aufregendsten Phase. Denn noch nie in der Forschungsgeschichte haben es sich so viele und so hervorragend ausgestattete Wissenschaftler zu Aufgabe gemacht, die Rätsel der Natur zu lösen. Je nach dem, welches die Organismen, die Fragstellung oder die Arbeitsmethoden sind, arbeiten die Biologen in verschiedenen Fachgebieten: Abb.: Die drei Dimensionen der Biologie Zum Beispiel in Fachgebieten der Speziellen Biologie. Dies sind die vier traditionellen Fachrichtungen, welche aufgrund der jeweils betrachteten Organismengruppen eingeteilt werden: Botanik ............................................................................................................................................... Zoologie ............................................................................................................................................... Mikrobiologie ............................................................................................................................................... Anthropologie ............................................................................................................................................... In den Fachgebieten der Allgemeinen Biologie sind die Unterschiede zwischen diesen Gruppen von Lebewesen in den Hintergrund gerückt. Diese modernen Fachrichtungen befassen sich mit einer bestimmten Fragestellung bei allen Gruppen der Lebewesen. Einige Fachgebiete sind zum Beispiel: Biochemie ............................................................................................................................................... Genetik ............................................................................................................................................... Cytologie ............................................................................................................................................... Anatomie ............................................................................................................................................... Physiologie ............................................................................................................................................... Systematik ............................................................................................................................................... Ethologie ............................................................................................................................................... Ökologie ............................................................................................................................................... Evolution ............................................................................................................................................... Biologie 1aAN / 1fM SM 08/09 Biologie: Lehre vom Lebendigen Wir überprüfen die Produkte der Fotosynthese und Zellatmung A: Kienspansprobe: B: Verbrennung von Stärke: C: Nachweis von Kohlendioxid: Biologie 1aAN / 1fM SM 08/09 Biologie: Lehre vom Lebendigen Wie Naturwissenschaften Wissen schaffen oder von der Beobachtung zur Theorie Biologie 1aAN / 1fM SM 08/09 Biologie: Lehre vom Lebendigen Fotosynthese und Zellatmung Pflanzen können mit Hilfe der Lichtenergie energiereiche Stoffe aus Wasser und Kohlendioxid bilden. Diesen Stoffwechselvorgang bezeichnet man als Fotosynthese. Dazu notwendig ist das Blattgrün in den Zellen der Pflanzen. Die chemische Formel für den Prozess lautet: C6H12O6 + 6 O2 Lichtenergie (Blattgrün) 6 CO2 + 6 H2O Grüne Pflanzen und alle Organismen oder Zellen, die aus energiearmen Ausgangsstoffen energiereiche Nährstoffe wie den Traubenzucker selber herstellen können, bezeichnet man autotroph. Die Pflanzenzellen benötigen den Traubenzucker schließlich für ihre Energieversorgung. Dabei wird der Traubenzucker unter Sauerstoffverbrauch zu Kohlendioxid und Wasser verbrannt. Die freiwerdende Energie wird für alle Lebensprozesse genutzt. Diesen Stoffwechselvorgang bezeichnet man als Zellatmung. Die chemische Formel für diesen Prozess ist die Umkehrung der Fotosyntheseformel und lautet: C6H12O6 + 6 O2 Lebensenergie 6 CO2 + 6 H2O Wird der Traubenzucker nicht sogleich verbrannt, bildet die Pflanze aus dem Traubenzucker andere Stoffe, wie zum Beispiel die Stärke, welche sie in den Wurzeln, dem Stängel oder den Früchten lagert. Tieren, Pilzen und vielen Einzellern ist es nicht möglich, Fotosynthese zu betreiben und autotroph zu leben. Für ihre Zellatmung, für die Gewinnung ihrer Lebensenergie also sind sie auf energiereiche Nährstoffe von außen angewiesen. Ihre Lebensweise wird als heterotroph bezeichnet. Der Kohlenstoffkreislauf der Erde 1: ........................................................... 2: ......................................................... 3: .................................................... 4: ........................................................... 5: ......................................................... 6: .................................................... 7: ........................................................... 8: ......................................................... 9: .................................................... Biologie 1aAN / 1fM SM 08/09 Biologie: Lehre vom Lebendigen Biologie 1aAN / 1fM SM 08/09 Biologie: Lehre vom Lebendigen Tierische und pflanzliche Zelle im Vergleich Tiere sind heterotroph und wachsen nicht so hoch wie die autotrophen Pflanzen, die sich nach dem Licht strecken. Da Sie keine Fotosynthese betreiben, müssen sie keine großen Oberflächen ausbilden. Dafür müssen sie aktiv nach energiereicher Nahrung suchen und sich also oftmals bewegen. • Cytoplasma: ist der gesamte Bereich , der den Zellkern umgibt. Es ist durch die Zellmembran begrenzt und besteht aus dem Grundplasma und den darin eingebetteten Organellen. • Zellmembran: ist eine sehr dünne, aus Lipiden und Eiweißen aufgebaute Schicht mit raffinierter Struktur und erstaunlichen Eigenschaften. Sie grenzt das Cytoplasma ab, erlaubt den Austausch von Stoffen und Informationen. • Zellkern: ist das größte Zellorganell. Er ist die Datenbank und damit die eigentliche Steuerzentrale der Zelle: Er bewahrt alle Informationen für den Bau und den Betrieb der Zelle und steuert mit diesen Informationen die Entwicklung und die Aktivitäten der Zelle. Weil die Information im Kern bei der Fortpflanzung an die Nachkommen vererbt wird, nennt man sie Erbinformation oder Erbsubstanz. • Chloroplasten: finden wir in den Zellen der grünen Pflanzen. Sie sind zuständig für die Fotosynthese: Sie fangen mit dem grünen Farbstoff die Lichtenergie auf und nutzen diese zur Herstellung von energiereichem Traubenzucker. • Zellwand: ist das feste Gehäuse, das die Zellen formt und schützt. • Vakuolen: enthalten den Zellsaft und sind durch eine Membran von Plasma abgegrenzt. Sie dienen als Lager für Reservestoffe (z.B. Traubenzucker), Farbstoffe und Abfällen aus dem Zellstoffwechsel. Pflanzen: • Sind in der Regel ........................................ . • Finden ihre Nahrung an einem Ort, können sich nicht ........................................................ . • Brauchen eine große ........................................ für die Aufnahme von Stoffen und Licht, wachsen rasch und Pflanzenzellen: • Besitzen ............................................. . • Wachsen rasch unter Vergrößerung der ......................................... und stabilisieren sich durch die feste ................................... oft hoch. Tiere: • Sind .............................................. . • Müssen sich ....................................................., um Tierzellen: • Besitzen keine .............................................. . • Besitzen keine starre ............................................., dafür oft ein ihre organische, energiereiche Nahrung zu finden. • Müssen nicht so rasch wachsen. Biologie 1aAN / 1fM Skelett. • Bilden keine großen ............................................. . SM 08/09 Biologie: Lehre vom Lebendigen Arbeit mit dem Durchlichtmikroskop 15 16 1: .............................................. 2:............................................... 3: .............................................. 4:............................................... 5: .............................................. 6:............................................... 7: .............................................. 8:............................................... 9: .............................................. 10:............................................... 11: ............................................ 12:............................................... 13: ............................................ 14:............................................... 15: ............................................ 16:............................................... Durchmustern eines Präparates: => • Arbeiten sie konzentriert und sorgfältig! Stellen sie ein sauberes Präparat her. Unter dem Objektträger und über dem Deckgläschen sollten keine überschüssigen Flüssigkeiten anhaften. Übrigens: Deckgläschen nie vergessen! • Legen sie das Präparat auf den Objekttisch. • Drehen sie den Revolver, so dass das Objektiv mit der geringsten Vergrösserung (es ist das kürzeste) über ihrem Präparat zu stehen kommt. => • Also immer mit der kleinsten Vergrösserung beginnen! Blicken sie durch das Okular. Stellen sie das Bild zuerst mit dem Grobtrieb, dann mit dem Feintrieb auf die schärfste Bildebene. Das Objektiv darf das Präparat nicht berühren. (Kontrollieren!) • Durchmustern sie ihr Präparat. Suchen sie einen geeigneten Ausschnitt. • Ohne die Höhe des Objekttisches zu verstellen: Drehen sie auf das nächst grössere Objektiv. => Fokussieren sie ihr nur noch mit dem Feintrieb scharf. Zeichnen: • Setzen sie immer einen Titel über ihre Zeichnung. Vergrösserungsfaktor angeben! • Mit Bleistift arbeiten. Die Zeichnung wird i.d.R. nicht schattiert. • Masstäblich nur das abzeichnen, was auch tatsächlich gesehen wird. • Zur Einschätzung der Grössen der verschiedenen Strukturen im Präparat ist es hilfreich, wenn sie auch das entsprechende Gesichtsfeld zeichnen. • Beschriften sie die verschiedenen Strukturen in ihrer Zeichung. Biologie 1aAN / 1fM SM 08/09 Biologie: Lehre vom Lebendigen Aufgaben 1. Tragen Sie die Bezeichnungen der verschiedenen Teile des Mikroskops in das Kreuzworträtsel ein. Beachte: ä = ae, ü = ue, ö = oe. Die eingekreisten Felder ergeben in der Reihenfolge von 1 bis 13 das Lösungswort. 2. Ein Teil des Mikroskops ist im Rätsel nicht enthalten. Wie heisst es und welche Aufgabe hat es? .................................................... .................................................... .................................................... .................................................... .................................................... .................................................... 3. Schauen Sie die sechs Bilder genau an und schreiben Sie in Stichwörtern auf, was gerade geschieht und worauf man besonders achten muss. Die Buchstaben, die Sie in einigen Abbildungen sehen, geben die Reihenfolge der einzelnen Handgriffe an. .................................................... .................................................... .................................................... .................................................... .................................................... .................................................... 4. Sie wissen jetzt richtig mit dem Lichtmikroskop umzugehen. Schauen Sie noch mal die ersten beiden Bilder an und finden Sie heraus, was der Vorbenutzer falsch gemacht hat. ............................................................................................................................................................................ Biologie 1aAN / 1fM SM 08/09 Biologie: Lehre vom Lebendigen Kurzprüfung in Biologie 3.10.08, Klassen 1a und 1f Geprüft werden die Inhalte der Unterrichtsstunden vom 26.9.2008: • Aufbau und Handhabung des Mikroskops • Erklärung des Begriffs Kompartimentierung • Aufbau der tierischen und der pflanzlichen Zelle und ihre Grössenordnungen • Funktionen der einzelnen Zellbauteile Kurzprüfung in Biologie 3.10.08, Klassen 1a und 1f Geprüft werden die Inhalte der Unterrichtsstunden vom 26.9.2008: • Aufbau und Handhabung des Mikroskops • Erklärung des Begriffs Kompartimentierung • Aufbau der tierischen und der pflanzlichen Zelle und ihre Grössenordnungen • Funktionen der einzelnen Zellbauteile Kurzprüfung in Biologie 3.10.08, Klassen 1a und 1f Geprüft werden die Inhalte der Unterrichtsstunden vom 26.9.2008: • Aufbau und Handhabung des Mikroskops • Erklärung des Begriffs Kompartimentierung • Aufbau der tierischen und der pflanzlichen Zelle und ihre Grössenordnungen • Funktionen der einzelnen Zellbauteile Kurzprüfung in Biologie 3.10.08, Klassen 1a und 1f Geprüft werden die Inhalte der Unterrichtsstunden vom 26.9.2008: • Aufbau und Handhabung des Mikroskops • Erklärung des Begriffs Kompartimentierung • Aufbau der tierischen und der pflanzlichen Zelle und ihre Grössenordnungen • Funktionen der einzelnen Zellbauteile Kurzprüfung in Biologie 3.10.08, Klassen 1a und 1f Geprüft werden die Inhalte der Unterrichtsstunden vom 26.9.2008: • Aufbau und Handhabung des Mikroskops • Erklärung des Begriffs Kompartimentierung • Aufbau der tierischen und der pflanzlichen Zelle und ihre Grössenordnungen • Funktionen der einzelnen Zellbauteile Biologie 1aAN / 1fM SM 08/09 Biologie: Lehre vom Lebendigen Kurztest A Erklären Sie den Begriff Kompartimentierung und die Vorteile, die sich aus der Kompartimentierung für die Zelle ergeben. Kurztest B Kompartimentierung ist das Grundprinzip des Baus der höheren Zellen. Erklären Sie, was man darunter versteht und warum dieses Prinzip von Vorteil ist. Biologie 1aAN / 1fM SM 08/09 Biologie: Lehre vom Lebendigen Kurztest C In der vergangenen Stunde haben wir mikroskopiert und festgestellt, dass tierische und pflanzliche Zellen unterschiedlich gross sind. Das hängt v.a. mit ihrem unterschiedlichen Bau, mit ihren verschiedenen Zellbauteilen zusammen. Nennen Sie die für diesen Unterschied verantwortlichen Zellbauteile, und erklären Sie ihre Bedeutung für die Zellgrösse. Kurztest C In der vergangenen Stunde haben wir mikroskopiert und festgestellt, dass tierische und pflanzliche Zellen unterschiedlich gross sind. Das hängt v.a. mit ihrem unterschiedlichen Bau, mit ihren verschiedenen Zellbauteilen zusammen. Nennen Sie die für diesen Unterschied verantwortlichen Zellbauteile, und erklären Sie ihre Bedeutung für die Zellgrösse. Biologie 1aAN / 1fM SM 08/09 Biologie: Lehre vom Lebendigen Die fünf Reiche Früher war es üblich, die Lebewesen in wie zwei große Reiche aufzuteilen: das Reich der Pflanzen und das Reich der Tiere. Die Probleme, die bei der Zuordnung der Pilze und der einzelligen Lebewesen (Lebewesen, die nur aus einer Zelle bestehen) entstanden, zeigten allerdings die Fragwürdigkeit dieser allzu einfachen Einteilung. Heute ist unser Wissen über die Verwandtschaft der Organismen heute wesentlich größer und umfassender geworden, und man spricht von fünf Reichen der Lebewesen, die auf drei Entwicklungsstufen (entsprechend ihrer Entstehung im Verlaufe der Erdgeschichte) angeordnet werden: 1. Reich der zellkernlosen Einzeller (Bakterien und Blaualgen) 2. Reich der Einzeller mit Zellkern (tierische und pflanzliche Vertreter) 3. 1. Reich der Pflanzen 2. Reich der Tiere 3. Reich der Pilze Abb. 1.: Die Entwicklungsstufen der Lebewesen: Vielzellige Organismen: Reich der Pilze Reich der Tiere Reich der Pflanzen Organismen aus einer einzigen Zelle mit echtem Zellkern: Reich der echten Einzeller Organismen aus einer einzigen Zelle ohne echten Zellkern Reich der kernlosen Einzeller Biologie 1aAN / 1fM SM 08/09 Biologie: Lehre vom Lebendigen 1. Das Reich der zellkernlosen Einzeller Die zellkernlosen Einzeller sind Lebewesen, deren Zellen besonders einfach aufgebaut sind. Ihnen fehlt ein deutlich abgegrenzter Zellkern. Und auch sonst läßt sich keine Kompartimentierung innerhalb der Zelle kaum finden. Die Zellen sind in der Regel auch nur einige tausendstel Millimeter groß und leben nur in Wasser oder Körperfüßigkeiten. Man gruppiert sie in mehrere große Stämme. Die beiden wichtigsten Stämme sind: Abb. 2: Der Bau der Bakterienzelle und ihre Formenvielfalt Stamm der echten Bakterien: Bakterien können keine Fotosynthese betreiben und müssen wie die Tiere und Pilze energiereiche Stoffe aufnehmen. Unter günstigen Bedingungen vermehren sie sich sehr rasch durch Zweiteilung. Unter den Bakterien gibt es unangenehme Krankheitserreger (z.B. Pest, Typhus, Borreliose,...). Andere Bakterien haben für das Leben auf der Erde aber größte Bedeutung (Fäulnis- und Gärungsbakterien). Stamm der Blaualgen Die Blaualgen können wie die Pflanzen Fotosynthese betreiben und müssen keine energiereichen Stoffe „fressen“. 2. Das Reich der Einzeller mit Zellkern Einzellige Lebewesen, die in der Zelle einen Zellkern tragen, werden dem Reich der Einzeller mit Zellkern zugeordnet. Sie vermehren sich wie die Bakterien und Blaualgen meist durch Zweiteilung. Die Einzeller, welche kein Chlorophyll haben, werden im Stamm der tierischen Einzeller zusammengefasst. Die pflanzlichen Einzeller dagegen haben Chlorophyll und können Fotosynthese betreiben. Der Stamm der tierischen Einzeller: Tierische Einzeller findet man in jedem Tümpel und in vielen nährstoffreichen Flüssigkeiten. Viele dieser Einzeller sind auch Krankheitserreger (z.B. Malariaerreger, Erreger der Schlafkrankheit und der Amöbenruhr,...). Der Stamm der pflanzlichen Einzeller Pflanzliche Einzeller haben Chlorophyll und können Fotosynthese betreiben. Oft findet man bei diesen Einzellern auch Formen, die dieses Chlorophyll auch wieder „verlieren“ können und sich dann wie die tierischen Einzeller verhalten. Dies ist auch der Grund, weshalb man diese Einzeller als die gemeinsamen Vorfahren der Pflanzen und Tiere betrachtet. Biologie 1aAN / 1fM SM 08/09 Biologie: Lehre vom Lebendigen Abb. 3: Verschiedene echte Einzeller: 3.1. Das Reich der Pilze Pilze gehören zu den vielzelligen Lebewesen. Ihr Körper besteht aber nicht wie derjenige der Pflanzen und Tiere aus normalen Zellen, sondern aus einem z.B. den Boden durchziehenden Fadengeflecht mit echtem Zellkern. Pilze sind wie die Tiere nicht in der Lage, Fotosynthese zu betreiben. Also müssen sie ihre Energiestoffe aus der Umgebung beziehen. Dazu scheiden sie die Verdauungssäfte nach außen ab und nehmen dadurch verwertbare Stoffe aus ihrer Umgebung auf. Sie besitzen also im Gegensatz zu den Tieren kein eigentliches Verdauungssystem. Am bekanntesten sind die Ständer- oder die Hutpilze in unseren Wäldern, die einen unschätzbaren Wert für die Gesundheit unserer Bäume besitzen. Weniger geschätzt sind die Schimmelpilze. Diese besiedeln alle nährstoffreichen Oberflächen, sei es die Fußsohle als auch ein Stück Brot. Aber auch diese können dem Menschen von großem Nutzen sein. Si ist es zum Beispiel ein Schimmelpilz, der das für die Medizin so wichtige Penicillin produziert. 3.2. Das Reich der Pflanzen Das gemeinsame Merkmal der Pflanzen ist ihre Fähigkeit, mit Hilfe des Chlorophylls die Lichtenergie zur Herstellung von Zucker, einer energiereichen Kohlenstoffverbindung zu nutzen. Es gibt allerdings auch Pflanzenarten, die diese Fähigkeit im Verlaufe ihrer Geschichte auf der Erde wieder verloren haben und nun wie die Tiere energiereiche Stoffe aufnehmen müssen. Das Pflanzenreich wird in der Regel in 4 große Stämme eingeteilt: Die Algen, die Moose, die Farnpflanzen und die uns so wohl bekannten Samenpflanzen. 3.3. Das Reich der Tiere Das Reich der Tiere besteht aus Vielzellern, deren Vertreter auf energiereiche Stoffe in ihren Körper aufnehmen müssen, um zu überleben. Innerhalb dieses Körpers werden diese Stoffe in der Regel in einem Verdauungssystem verdaut. Wir werden im Unterricht des 2. Semesters 1. Klasse dann die 9 wichtigsten Tierstämme kennen lernen. Biologie 1aAN / 1fM SM 08/09 Biologie: Lehre vom Lebendigen Aufgaben zu den fünf Reichen 1. Welches ist das wichtigste Unterscheidungsmerkmal zwischen den Pflanzen und den Tieren? ............................................................................................................................................................................. 2. Warum kann man die Pilze werde zu den Pflanzen noch zu den Tieren zuordnen? ............................................................................................................................................................................. ............................................................................................................................................................................. 3. Versuchen Sie, anhand die Lebewesen der fünf Reiche in der unteren Tabelle einzutragen. Orden Sie bei den beiden einfachsten Gruppen auch jeweils die beiden Stämme ein. Lebensweise autotroph Lebensweise heterotroph Körperbau kompliziert Körperbau einfach Zur Erinnerung: • Autotrophe Lebewesen verwenden energiearme Stoffe aus der Umwelt (z.B. Mineralsalz und Wasser). Daraus stellen sie selber energiereiche körpereigene Stoffe (z.B. Traubenzucker) auf. Die meisten beziehen die dazu notwendige Energie aus dem Licht. Diese energiereichen Stoffe können dann für ihre Aktivitäten als Treibstoffe verwertet werden. • Heterotrophe Lebewesen müssen energiereiche Stoffe fressen und verdauen. Sie beziehen die Energie für ihr Leben also aus der Nahrung. 3. Geschätzte Grösse des Gesichtsfeldes bei 400 facher Vergrösserung: (4mal kleiner als bei 100x) 0,45 mm Biologie 1aAN / 1fM SM 08/09 Biologie: Lehre vom Lebendigen Zellgrössen (Siehe auch Natura für Schweizer Mittelschulen Seite 335) Auflösungsvermögen des menschlichen Auges und verschiedener Mikroskope: menschliches Auge: .............................. Lichmikroskop: .................................. Elektronenmikroskop: ...................................... (Ein Elektronenmikroskop ist ein Mikroskop, das das Innere oder die Oberfläche einer Probe nicht mit Licht sondern mit Elektronen abbilden kann. Spezielle Detektoren registrieren die Elektronen und setzen Sie in ein für das menschliche Auge interpretierbares Bild um. Biologie 1aAN / 1fM SM 08/09 Biologie: Lehre vom Lebendigen Achtung: Fehler in den Lernzielen (Lernziel 2): Es sind 4 klassische Fachrichtungen in der Biologie Lösungen zu: Der Kohlenstoffkreislauf der Erde 1: Vulkanismus 4: Ablagerung / Bindung im Gestein 7: Zellatmung 2: Ausgasen 5: Zellatmung 8: Photosynthese 3: Lösen 6: Photosynthese 9: Verbrennung von fossilen Brennst. Lösungen zur Kopie Fünf Reiche 1. Pflanzen sind autotroph, Tiere sind heterotroph. 2. Pilze sind nicht autotroph, gehören also nicht zu den Pflanzen Pilze verdauen ihre Nahrung ausserhalb ihres Körpers. Tiere nehmen ihre Nahrung in ein Verdauungssystem auf und zersetzen es dort. 3. Lebensweise autotroph Körperbau kompliziert Reich der Pflanzen Körperbau einfach Stamm der Blaualgen Stamm der pflanzlichen Einzeller Lebensweise heterotroph Reich der Pilze Reich der Tiere Stamm der echten Bakterien Stamm der tierischen Einzeller Achtung: Fehler in den Lernzielen (Lernziel 2): Es sind 4 klassische Fachrichtungen in der Biologie Lösungen zu: Der Kohlenstoffkreislauf der Erde 1: Vulkanismus 4: Ablagerung / Bindung im Gestein 7: Zellatmung 2: Ausgasen 5: Zellatmung 8: Photosynthese 3: Lösen 6: Photosynthese 9: Verbrennung von fossilen Brennst. Lösungen zur Kopie Fünf Reiche 1. Pflanzen sind autotroph, Tiere sind heterotroph. 2. Pilze sind nicht autotroph, gehören also nicht zu den Pflanzen Pilze verdauen ihre Nahrung ausserhalb ihres Körpers. Tiere nehmen ihre Nahrung in ein Verdauungssystem auf und zersetzen es dort. 3. Lebensweise autotroph Körperbau kompliziert Reich der Pflanzen Körperbau einfach Stamm der Blaualgen Stamm der pflanzlichen Einzeller Biologie 1aAN / 1fM Lebensweise heterotroph Reich der Pilze Reich der Tiere Stamm der echten Bakterien Stamm der tierischen Einzeller SM 08/09
