Grundwissen Biologie 10. Klasse
Werbung
Ernährung und Verdauung des Menschen Ernährung und Verdauung des Menschen Ernährung und Verdauung des Menschen Grundwissenskatalog Biologie 10 Energiestoffwechsel: Abbau von energiereichen Stoffen, um dem Körper Ener-­‐ Erkläre die Begriffe gie zur Verfügung zu stellen Energie-­‐ und Baustoffwechsel! Baustoffwechsel: Umwandlung und Aufbau körpereigener Proteine unter Energieverbrauch Enzyme sind Biokatalysatoren, welche im Organismus bi-­‐ ochemische Reaktionen beschleunigen, indem sie die Ak-­‐ Definiere den Begriff Enzym! tivierungsenergie herabsetzen und anschließend unver-­‐ ändert aus der Reaktion hervorgehen. Substratspezifität: Enzyme setzen nach dem Schlüssel-­‐Schloss-­‐Prinzip immer Erkläre die Begriffe nur bestimmte Substrate (Moleküle) um. Substrat-­‐ und Wirkungs-­‐spezifität Wirkungsspezifität: von Enzymen! Enzyme katalysieren immer nur ganz bestimmte chemi-­‐ sche Reaktionen. Ernährung und Verdauung des Menschen Funktionsraum Mundhöhle Speiseröhre Erkläre den Vorgang der Magen Kohlenhydratverdauung! Dünndarm Dickdarm Vorgang Zerkleinerung, Anfeuchten, Abbau der Stäre in Zweifachzu-­‐ cker Transport Zerlegung von Proteinen in kürzere Peptide, Abtötung von Bakterien Vollständige Zerlegung der Nährstoffe: Kohlenhydra-­‐ te→Einfachzucker; Protei-­‐ ne→Aminosäuren; Fet-­‐ te→Glycerin, Fettsäuren Resorption (Aufnahme) ins Blut, verbessert durch Oberflächen-­‐ vergrößerung des Darms Rückresorption des Wassers Verdauungsdrüsen/-­‐saft mit Enzymen Speicheldrüse: Speichel mit Amylase Pepsin, Magensäure (Salzsäu-­‐ re) Bauchspeicheldrüse: Bauch-­‐ speichel ,Lipase, Peptidase, Amylase Leber Gallensaft: emulgieren-­‐ de Wirkung Ernährung und Verdauung des Menschen Grundwissenskatalog Biologie 10 Funktionsraum Mundhöhle Speiseröhre Erkläre den Vorgang der Magen Vorgang Zerkleinerung, Anfeuchten, Abbau der Stäre in Zweifachzucker Transport Dickdarm Zerlegung von Proteinen in kürzere Peptide, Abtötung von Bakterien Vollständige Zerlegung der Nährstof-­‐ fe: Kohlenhydrate→Einfachzucker; Proteine→Aminosäuren; Fet-­‐ te→Glycerin, Fettsäuren Resorption (Aufnahme) ins Blut, verbessert durch Oberflächenver-­‐ größerung des Darms Rückresorption des Wassers Funktionsraum Vorgang Dünndarm Proteinverdauung Verdauungsdrüsen/-­‐saft mit Enzymen Speicheldrüse: Speichel mit Amylase Pepsin, Magensäure (Salzsäure) Bauchspeicheldrüse: Bauchspeichel ,Lipase, Peptidase, Amylase Leber Gallensaft: emulgie-­‐ rende Wirkung Ernährung und Verdauung des Menschen Mundhöhle Speiseröhre Erkläre den Vorgang der Magen Dünndarm Fettverdauung! Dickdarm Zerkleinerung, Anfeuchten, Abbau der Stäre in Zweifachzucker Transport Zerlegung von Proteinen in kürzere Peptide, Abtötung von Bakterien Vollständige Zerlegung der Nährstof-­‐ fe: Kohlenhydrate→Einfachzucker; Proteine→Aminosäuren; Fet-­‐ te→Glycerin, Fettsäuren Resorption (Aufnahme) ins Blut, verbessert durch Oberflächenver-­‐ größerung des Darms Rückresorption des Wassers Verdauungsdrüsen/-­‐saft mit Enzymen Speicheldrüse: Speichel mit Amylase Pepsin, Magensäure (Salzsäure) Bauchspeicheldrüse: Bauchspeichel ,Lipase, Peptidase, Amylase Leber Gallensaft: emulgie-­‐ rende Wirkung Ernährung und Verdauung des Menschen Ernährung und Verdauung des Menschen Erläutere die beiden prinzipiellen Möglichkeiten des Transports von Molekülen über eine Biomembran! Passiver Transport: Entlang eines Konzentrationsgefälles ohne Energieaufwand. Aktiver Transport: Entgegen eines Konzentrationsgefälles mit Energieaufwand. Einfache Diffusion: Beschreibe die verschiedenen Mechanismen des passiven Transports von Molekülen über eine Biomembran! Bewegung einzelner Teilchen aufgrund ihrer kinetischen Energie vom Ort höherer Konzentration zum Ort niedri-­‐ gerer Konzentration. Erleichterte Diffusion: Transport von Teilchen mithilfe von Kanalproteinen oder Carrier-­‐Proteinen entlang des Konzentrationsgefälles. Diffusion führt langfristig zum Konzentrationsausgleich. Atmung und Blutkreislauf Ernährung und Verdauung des Menschen Grundwissenskatalog Biologie 10 Beschreibe die verschiedenen Mechanismen des aktiven Transports von Molekülen über eine Biomembran! Primärer aktiver Transport: Aktiver Transport mit ATP als Energiequelle. Sekundärer aktiver Transport: Aktiver Transport erfolgt durch Kopplung an ein weiteres Transportsystem, welches Energie in Form von ATP benö-­‐ tigt. Erläutere die Funktion von Hämoglobin! Proteinmolekül in den roten Blutkörperchen, das Sauer-­‐ stoffmoleküle reversibel bindet und dadurch den Sauer-­‐ stofftransport ermöglicht. Atmung und Blutkreislauf Der Gasaustausch findet an den Wänden der Lungenbläschen (Prinzip der Oberflächenvergrößerung) statt. Diese sind netzar-­‐ tig von Blutgefäßen = Kapillaren umhüllt. Sauerstoffarmes Blut Beschreibe den Gasaustausch in der Lunge! wird über die Lungenarterien zu diesen Gefäßen gepumpt. Koh-­‐ lenstoffdioxid aus dem Blut wird in die Atemluft der Lungen-­‐ bläschen abgegeben, gleichzeitig wird Sauerstoff aus der Atem-­‐ luft ins Blut aufgenommen. Der Gasaustausch durch die Wände der Lungenbläschen erfolgt durch Diffusion entlang des Kon-­‐ Stoffwechsel in der Zelle zentrationsgefälles bzw. des Partialdruckgefälles Im Zytoplasma werden Nährstoffe ohne Verbrauch von Beschreibe die Energiegewinnung in der Zelle aus Nährstoffen! Sauerstoff zu energieärmeren Stoffen abgebaut. Diese Stoffe werden dann in den Mitochondrien unter Sauer-­‐ stoffverbrauch weiter zu Wasser und Kohlenstoffdioxid abgebaut. Dabei wird Energie frei, die in Form von ATP gespeichert wird. (Zellatmung) Bau, Funktionsweise und Schädi-­‐ gungen von inneren Organen Bau, Funktionsweise und Schädi-­‐ gungen von inneren Organen Stoffwechsel in der Zelle Grundwissenskatalog Biologie 10 -­‐ ATP = Adenosintriphosphat -­‐ Mobiler und universeller Energieträger in Zellen -­‐ Wird bei der Zellatmung oder Gärung beim Abbau von Erkläre die Bedeutung von ATP! -­‐ Liefert Energie für alle energiebedürftigen Vorgänge in der Zelle, indem eine Phosphatgruppe von ATP abgespal-­‐ ten wird: ATP → ADP + Pi + Energie Diastole: Kontraktion der Vorhöfe, Erschlaffung der Herzkam-­‐ mern, Segelklappen geöffnet, Taschenklappen geschlossen →Blut strömt in die Herzkammern (sauerstoffreiches Blut in Erkläre die Begriffe Diastole und Systole! die linke Herzkammer, sauerstoffarmes Blut in die rechte Herz-­‐ kammer) Systole: Kontraktion der Herzkammern, Erschlaffung der Vor-­‐ höfe, Segelklappen geschlossen, Taschenklappen geöffnet →Blut strömt in die Arterien (sauerstoffreiches Blut in die Kör-­‐ perarterien, sauerstoffarmes Blut in die Lungenarterien) Arteriosklerose ist eine Verengung von Blutgefäßen Erkläre den Begriff Arteriosklerose und zähle Maßnahmen der Vorbeugung auf! durch Bildung von Ablagerungen an ihren Innenwänden. Folge: Verringerte Durchblutung der entsprechenden Or-­‐ gane (besonders im Herzen →Herzinfarkt, im Gehirn →Schlaganfall) Vorbeugung: Nicht rauchen, viel Bewegung, kein Über-­‐ gewicht, „normaler“ Blutdruck. Erkläre folgende Begriffe: Wechselbeziehungen zwischen Lebewesen Nährstoffen gebildet -­‐ Biotop -­‐ Biozönose -­‐ Ökosystem -­‐ Biosphäre -­‐ Biodiversität Biotop: Lebensraum einer Lebensgemeinschaft Biozönose: Alle Lebewesen in einem Lebensraum (= Bio-­‐ top) Ökosystem: Biotop + Biozönose Biosphäre: Gesamtheit aller Ökosystem der Erde Biodiversität: Vielfalt des Lebens auf der Erde, speziell Artenvielfalt. Sie ist durch die aus den Einwirkungen des Menschen resultierenden vielschichtigen Schädigungen natürlicher Ökosysteme bedroht Grundwissenskatalog Biologie 10 Wechselbeziehungen zwischen Lebewesen Abiotische Faktoren: Chemische und physikalische Fakto-­‐ ren der unbelebten Umwelt, die auf Lebewesen einwir-­‐ Grenze abiotische und biotische Faktoren voneinander ab! ken, zum Beispiel Wasser, Temperatur, Licht, Bodenbe-­‐ schaffenheit. Biotische Faktoren: Faktoren der belebten Umwelt, d.h. Wechselbeziehungen der in einem Biotop lebenden Le-­‐ bewesen zu anderen Lebewesen der gleichen oder einer Wechselbeziehungen zwischen Lebewesen anderen Art. Erkläre den Stoffkreislauf in ei-­‐ nem Ökosystem! Wechselbeziehungen zwischen Lebewesen Bei beiden Begriffen handelt es sich um Wechselbeziehungen zwischen Lebewesen. Erläutere die Begriffe Konkurrenz und Räuber-­‐Beute-­‐Beziehung! Konkurrenz: Wettbewerb zwischen Individuen um begrenzt verfügbare Ressourcen; innerartliche Konkurrenz: zwischen Angehörigen einer Art; zwischenartliche Konkurrenz: zwischen Angehörigen verschiedener Arten. Wechselbeziehungen zwischen Lebewesen Räuber-­‐Beute: Vorgänge des Fressens und Gefressenwerdens. Angehörige einer Art, die in einem bestimmten Definiere den Begriff Population! Lebensraum leben und sich uneingeschränkt untereinan-­‐ der fortpflanzen können. Wechselbeziehungen zwischen Lebewesen Wechselbeziehungen zwischen Lebewesen Wechselbeziehungen zwischen Lebewesen Wechselbeziehungen zwischen Lebewesen Grundwissenskatalog Biologie 10 Die Lotka-­‐Volterra-­‐Regeln beschreiben die Wechselbe-­‐ ziehungen in einem Räuber-­‐Beute-­‐System: Erläutere die 1. und 2. Lotka-­‐Volterra-­‐Regel! 1. Die Populationsdichten sowohl der Beute-­‐ als auch der Räuberpopulation schwanken unter konstanten Umwelt-­‐ bedingungen periodisch. Die Maxima und Minima der Räuberpopulation folgen dabei denen der Beutepopula-­‐ tion. 2. Die Populationsgrößen der Beutepopulation und der Räuberpopulation schwanken jeweils um einen Mittel-­‐ wert, der bei unveränderten Bedingungen langfristig kon-­‐ stant bleibt. Nahrungskette: Erkläre die Begriffe Nahrungskette und Nahrungsnetz! Weitergabe der als Nettoproduktion jeweils verbleiben-­‐ den Biomasse über verschiedene Konsumentenebenen (= Trophiestufen). Nahrungsnetz: Komplexes Netzwerk von Nahrungsketten. Bei jeder weiteren Energieumwandlung geht ebenfalls ein Teil der Energie in Wärme über, die sich letztlich im Erkläre den Begriff Energiefluss! Weltall verflüchtigt. ⇒ kein Kreislauf, sondern eine „Einbahnstraße der Ener-­‐ gie“ Stelle die ökologische Toleranz eines Lebewesens gegenüber einem beliebigen Umweltfaktor in einem vollständig beschrifteten Diagramm dar! Wechselbeziehungen zwischen Lebewesen Wechselbeziehungen zwischen Lebewesen Wechselbeziehungen zwischen Lebewesen Wechselbeziehungen zwischen Lebewesen Grundwissenskatalog Biologie 10 Ökologische Potenz: Grenze die Begriffe ökologische Potenz und Pessimum voneinan-­‐ der ab! Bereich eines Umweltfaktors, innerhalb dessen eine Art gedeihen und sich fortpflanzen kann. Pessimum: Bereich eines Umweltfaktors, innerhalb dessen eine Art zwar noch leben, sich aber nicht mehr fortpflanzen kann. Erkläre den Begriff limitierender Faktor! Der Umweltfaktor, der am weitesten vom Optimum ent-­‐ fernt ist und sich am stärksten begrenzend auf ein Lebe-­‐ wesen auswirkt. Ökologische Nische einer Art ist die Gesamtheit der Erkläre den Begriff ökologische Nische! Wechselbeziehungen dieser Art mit ihrer Umwelt. Zwei verschiedene Arten können nicht die gleiche ökolo-­‐ gische Nische besetzen. In diesem Fall verdrängt eine Art die andere. (Konkurrenzausschlussprinzip) Nutzt der Mensch Ökosysteme für sich (z.B. Holz aus dem Wald), muss er darauf achten, dass die Ökosysteme funk-­‐ Erkläre das Prinzip der Nachhaltigkeit! tionsfähig bleiben, (z.B. indem nicht mehr Bäume in ei-­‐ nem Wald gefällt als neue Bäume gepflanzt werden.) Dabei sollen die heutigen Bedürfnisse gedeckt werden, ohne dabei die Möglichkeiten zukünftiger Generationen zu beschränken.
