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KST - Appenzell Ausserrhoden
Kay Baumann
Biologie Zusammenfassung – Ernährung/Verdauung/Herzkreislauf/Atmung
1. Du kennst die unterschiedlichen Stoffgruppen sowie deren unterschiedlichen Eigenschaften.
Kohlenhydrate:
Besteht aus einer Reihe von Einfachzuckern = Mehrfachzucker (Polysaccharid,
z.B. Mehl) Zwei Einfachzucker = Zweifachzucker (Disaccharid, z.B. Speisezucker)
Ein Einfachzucker (z.B. Glukose, Fructose) ist nur ein kurzfristiger
Energielieferant.
Eiweiss:
Dies sind Proteine die aus Aminosäuren bestehen (insgesamt 20 verschiedene)
Aminosäuren können verschieden zusammengesetzt werden = Proteine
Je nach Reihenfolge gibt dies eine andere 3D-Struktur, diese bestimmt die
Funktion:
z.B. Enzyme, Pigmente, Antikörper, Muskel, Transport
JEDES Protein ist auf der DNA verschlüsselt, 1 Gen = 1 Protein
Fette:
Dies ist ein Energiespeicher und hat strukturelle Funktionen (z.B. Zellmembran)
Besteht aus Glycerin und gesättigten(GF)/ungesättigten(UF) Fettsäuren
-> Man unterscheiden UF (meist planzlich und flüssig, z.B. Öl, z.T. fehlen
Moleküle) und GF (meist tierisch Fette, meist fest, voll ausgenutzt)
2. Du weisst welche Stoffe von welchem Teil des Verdauungssystems zerkleinert und verdaut werden.
Mund
Magen
Dünndarm
Dickdarm
:
:
:
:
zerkleinert Nahrung (Zähne)
knetet & verflüssigt Nahrung, Abtötung von Bakterien, Verdauung von Eiweissen
Aufnahme Nährstoffe & Vitamine, Resorption (=Wiederaufnahme) von Wasser
Aufspaltung von Stoffen mithilfe von anderen Enzymen
3. Du kannst den Aufbau und die Aufgaben der folgenden Organe beschreiben.
Mund & Speichel :
- Speicheldrüsen produzieren Speichel (ca. 1.5 L/Tag) = befeuchtung der Nahrung
 Schutz der Speiseröhre
 Amylase zum Kohlenhydratabbau
- Zerkleinerung der Nahrung durch Zähne
- Wahrnehmung von Geschmack und Geruch auch als Abschreckung von Giften
- Schlucken = Reflex, kehldeckel verschliesst Luftröhre für den aktiven Transport des Nahrungsbreis
durch Speiseröhre (Peristaltik = wellenförmige Muskelbewegung)
Magen
:
- Aufgaben = Speicherung Nahrungsbrei (mehr : siehe Lz 2)
- Magenschleim schützt Magenwand vor Selbstverdauung
Dünndarm
:
- Riesige Oberfläche = 2-3 m langer, faltiger Dünndarm -> 200m2 (Dank Zotten & Mikrovilli)
- Aufgaben = Bereitstellung von Enzymen zur Verdauung (mehr : siehe Lz 2)
- zu Beginn kommt Bauchspeichel und Gallen hinzu -> neutralisiert pH, beinhaltet Enzyme
(Amylase, Trypsin, Lipasen), Fetttröpfchen werden durch Galle emulgiert -> Oberfläche ist grösser
für den Angriff der Lipasen
- Resorption von Nährstoffen : In 2 Schritten -> zuerst aktiv in Darmephitelzellen danach passiv ins
Blut, aktiver Transport durch Carrierproteine (meist spezifisch; aber auch Giftstoffe können
transportiert werden, geregelt durch Hormone, aber grundsätzlich Aufnahme aller Stoffe),
passive Diffusion ins Blut, Pfortadertransportiert Stoffe zur Leber
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Dickdarm
:
- mehrschichtig -> viele Muskeln, innerviert (=mit Nerven) aber keine Zotten (mehr : siehe Lz 2)
- von vielen Bakterien „bevölkert“ -> besitzen anderes Genom und dadurch andere Enzyme, diese
können Stoffe (z.B. Cellulose) aufspalten und Vitamine (Vitamin K) produzieren.
(Der Rest geht zum Enddarm als Kot: Wasser und Unverdauliches (30%), Bakterien/-zellen
(30-40%), Ausscheidung des Darm und der Leber (20%), abgestossene Darmzellen)
4. Du kannst beschreiben, wie ein Verdauungsenzym funktioniert. Wodurch wird es beeinflusst.
-
werden benötigt um Stoffe auf-/abzubauen
können tausendfach wiederverwendet werden -> man braucht nur sehr wenig von jedem
Enzyme arbeiten sehr spezifisch -> 1 Enzym pro Reaktion
Die Aktivität der Enzyme ist stark von der Temperatur und dem pH wert abhängig:
*1
*2


Optimal Temperatur
beginnen kaputt zu gehen
gewisse Verdauungsenzyme arbeiten bei sauren Bedingungen am besten
andere benötigen sehr alkalische Bedingungen
Während der Verdauung schwankt der pH sehr stark
Würden einer dieser extrem alkalisch/sauren Säfte auslaufen währe dies fatal
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5. Du weisst, wo die verschiedenen Verdauungssäfte produziert werden und welche Aufgaben sie im
Verdauungssystem übernehmen. Welche Enzyme werde wo zugefügt? Wozu sind sie da?
Ort
Sekrete
Kohlenhydrate
Proteine
Fette
Mund
Speichel
1.5 L / Tag
pH 6.7
Magensaft
2 L / Tag
pH 2
Stärke (mit Amylase)
-> Maltose
-
-
resorbierte
Stoffe
-
Natürliches Protein
(m. Salzsäure) ->
denaturierte Proteine
(m. Pepsin) ->
Peptide
-
-
Fettröpfchen
(m. Galle) ->
Emulgierte Fetttröpfchen
Fette
(m. Lipasen)
-> Glycerin Fettsäuren
Glucose
Aminosäuren
Fettsäuren
Glycerin
Wasser
Vitamine
Mineralien/
Salze
Darmbakterien
spalten
Zellulose und
produzieren
Vitamine.
Wasser
Vitamine
Magen
1 – 5h
Dünndarm
4–6h
Dickdarm
5 – 70 h
Galle
0.5 L / Tag
pH 8
Bauchspeichel
1.5 L / Tag
pH 8.2
Darmsaft
2.5 L / Tag
pH 8.3
-
Stärke-Rest
Stärke(m. Amylase)
-> Maltose
Peptide
(m. Peptidase) ->
Dipeptide
Maltose(m. Maltase)
-> Glucose
Dipeptide
(m. Dipeptidase) ->
Aminosäuren
Darmbakterien
spalten Zellulose
und produzieren
Vitamine.
Darmbakterien
spalten Zellulose und
produzieren Vitamine.
6. Du kennst die geläufigsten Fehlfunktionen des Verdauungssystems. Deren mögliche Auswirkungen
sind dir bekannt.
Sodbrennen
:
Dies beschreibt eine vom Oberbauch aufsteigende brennende und schmerzhafte Empfindung hinter
dem Brustbein, die sich unter Umständen bis zum Hals und dem Rachen auswirkt.
Ursache = Das Zwerchfell und der Speiseröhrenschliessmuskel schützt uns davor dass die sehr sauren
Säfte des Magens in die Speiseröhre aufsteigen. Wenn also einer dieser Muskeln nicht so funktioniert
wie er sollte, so verursacht dies Sodbrennen. (Vor allem betroffen sind Refluxerkrankte)
Beeinflussung der Darmflora :
Dies heisst man verändert die Bakterien“bevölkerung“ im Darm. Dies könnte sowohl positive als auch
negative Auswirkungen haben.
Man könnte z.B. ein Teil der Darmflora von untergewichtigen Menschen nehmen und diese in eher
übergewichtige Menschen „einsetzen“. Dies könnte Menschen zu normalem Gewicht zu verhelfen.
Jedoch funktioniert dies bis jetzt nur in der Theorie und in Tierexperimenten.
Negative Auswirkungen wären z.B. das Nehmen von Antibiotika. Dies würde die ganze Darmflora
zerstören und dementsprechend Funktionen deaktivieren.
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7. Du kennst die Definition des dia-/systolischen Blutdrucks und weisst, welche Faktoren den Druck in
den verschiedenen Blutgefässen beeinflussen.
Systole nennt man den Zustand wenn der Herzmuskel angespannt ist, Diastole wenn er entspannt ist.
Der Druck wird mit eben diesen Zuständen des Herzens beeinflusst. Bei Anspannung ist der Druck
höher als bei der Entspannung. Je weiter weg vom Herz, desto tiefer wird der Druck. Darum misst
man den Schlag des Herzens meist in der Nähe davon oder an einem grösseren Blutgefäss.
8. Du kannst in eigenen Worten den Windkesseleffekt beschreiben.
Als Windkesseleffekt bezeichnet man den Druckausgleich durch die Elastizität der herznahen Arterien
(hauptsächlich die Aorta). Hierdurch wird die starke Druckdifferenz zwischen Systole und Diastole
verringert. Dabei vergrössert sich das Volumen (bei Systole) der Aorta damit der Druck soweit
abgebaut werden kann, sodass es später in anderen Blutgefässen keine Zerstörung bewirkt. Bei der
Diastole genau das gegenteil, das Volumen der Aorta verkleinert sich wieder.
9. Du kennst den Aufbau und die Funktion der Gefässe des Blutkreislaufes, sowie den Aufbau des
Herzens und die Funktionen seiner Bestandteile.
Siehe Blatt: Der Blutkreislauf des Menschen (1)
Arterien
Blutgefässe die vom Herz wegführen.
Venen
Blutgefässe die zu Herz hinführen.
Pfortader
Über die Pfortader gelangen Nährstoffe vom Darm zur Leber.
Lungenarterien
In den Lungenarterien fliesst sauerstoffarmes Blut
Hohlvenen
:
Das sauerstoffarme Blut wird vom Körper in die rechte
Herzkammer gepumpt.
Lungenarterie
:
Das sauerstoffarme Blut geht zur Lunge
Lungenvenen
:
Das sauerstoffreiche Blut kommt von der Lunge
Aorta
:
Das sauerstoffreiche Blut wir zu Kopf & Körper gepumpt.
10. Du kannst den menschlichen Blutkreislauf beschreiben – wie unterscheiden sich Körper- und
Lungenkreislauf.
Der Lungenkreislauf ist ein Teil des Körperkreislaufes. Meist
nennt man den Lungenkreislauf darum auch den kleinen
Kreislauf und den Körperkreislauf den grossen Kreislauf. Dabei
gibt es einen Hauptunterschied:
Lungenkreislauf
-> Blut wird mit Sauerstoff angereichert
Körperkreislauf
-> Blut versorgt den Körper mit Sauerstoff
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11. Du kannst die Funktionen der Herzklappen beschreiben. Wie unterscheiden sich die beiden
Klappentypen? Wann sind sie offen, wann sind sie zu?
-
Die Herzklappen verhindern den Rücklauf des Blutes
Sie sammeln das Blut in den Hauptkammern, damit Blut mit Druck aus den Hauptkammern
gestossen werden kann.
offen
Taschenklappen Systole
Segelklappen
Diastole
(Blut fliesst in
Kammern)
geöffnet durch
geschlossen
geschlossen durch
den Druck beim
zusammenzieher der
Kammern.
Dehnung des
Herzmuskels spannt
Klappen auf.
Diastole
Druck des Blutes in den
Arterien.
Systole
(Blut strömt aus
Kammer aus)
Druck der Herzkammer
presst die beiden Segel
aneinander
12. Dir ist bewusst, wie die Aktivität des Herzens reguliert wird. Welche Probleme können dabei
entstehen? Wie ist unser Körper dagegen gewappnet.
Die Aktivität des Herzens ist durch einen elektrischen Impuls geregelt der, nicht so wie bei anderen
Muskelzellen, vom Herzmuskel selbst geleitet wird. Das Problem dabei ist, wenn der
Hauptimpulsgeber aussteigt. Jedoch hat unser Herz noch zwei weitere die nacheinander übernehmen
wenn der eine aussteigt:
- Sinusknoten
(Takt: 72/min -> normaler Puls)
- AV – Knoten
(Takt: 60/min -> geringerer Puls – schwerere Arbeiten bereits unmöglich)
- Purkinje Fasern (Takt: 49/min -> Notfalls Impulsgeber – reicht um ohne Bewegung zu überleben)
13. Du kennst den Aufbau des Atmungsapparates von der Nasenhöhle bis zu den Lungenbläschen und
deren Funktionen.
Bezeichnung
Nasenhöhle
Mund
Kehlkopf
Luftröhre
Bronchien
Alveolen (=Lungenbläschen)
Arteriolen,
Venolen
Alveolarzelle Typ I
Alveolarzelle Typ II
Surfactant
Wasserfilm
Fresszellen
Aufgaben
Filtert und wärmt die Luft
Abkürzung um mehr und schneller zu atmen
Trennung Luft- und Speiseröhre
Transport“röhre“ für die Luft
Gabelung zu den Lungenflügeln
Gasaustausch Luft <-> Blut
Bringen Blut zu den Alveolen und zurück zum
Körper.
Gibt Surfactant ins Wasser ab
Bricht die Oberflächenspannung des Wassers
damit die Alveolen (fein & flexibel) nicht
verkleben.
Darin löst sich der Sauerstoff und kann somit ins
Blut diffundieren.
Wandern über Lungenbläschen und nehmen
Fremdpartikel auf (z.B. Russ, Feinstaub, Pollen
etc.). Voll gefressen = gehen zur Speiseröhre ->
Magen zur Selbstvernichtung.
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14. Du verstehst das Prinzip hinter der Bauch- und Brustatmung.
Bauchatmung:
Brustatmung:
Auch Zwerchfellatmung genannt, das Einatmen erfolgt durch das
Zusammenziehendes Zwerchfells, wodurch der Unterdruck im Pleuralspalt
verstärkt wird. Bewusst kann die Ausatmung durch die Anspannung der
Bauchmuskeln unterstützt werden.
Erfolgt durch die Erweiterung des Brustkorbes durch Anheben der Rippen mittels
der Muskulatur. Dies bringt eine Volumenvergrösserung des Brustkorbs mit sich.
Hierdurch ensteht ein Unterdruck -> Somit kann Atemluft in die Lungen
einströmen.
15. Du kannst erklären, warum Kohlenstoffmonoxid für uns ein Atemgift darstellt.
Dies ist ein gefährliches hochgiftiges Gas (geruchlos, unsichtbar), dass zu gut ans Hämoglobin -> Blut
bindet. Man kann es nachher nicht mehr entfernen und diese Blutkörperchen kann kein Sauerstoff
mehr aufnehmen. Wenn der ganze Körper befallen ist so kriegt man keinen Sauerstoff mehr -> Tod.
16. Du weisst, wie sich Sauerstoff und Kohlenstoffdioxid im Blut lösen und kennst die Rolle, welche die
roten Blutkörperchen und ihr Hämoglobin dabei spielen.
CO2 löst sich sehr gut im Wasser und kann somit direkt im Blutplasma transportiert werden.
O2 hingegen löst sich nur schlecht. Deswegen haben wir in den roten Blutzellen das Protein
Hämoglobin. Dies bindet O2 sehr gut. In den Muskeln haben wir Myoglobin, welches O2 noch besser
bindet und somit die Blutzellen „leert“.
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