Erkläre die Begriffe Energie- und Baustoffwechsel! Definiere den Begriff Enzym! Erkläre die Begriffe Substrat- und Wirkungs- spezifität von Enzymen!

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1 Energie- und Baustoffwechsel! Energiestoffwechsel: Abbau von energiereichen Stoffen, um dem Körper Ener- gie zur Verfügung zu stellen Baustoffwechsel: Umwandlung und Aufbau körpereigener Proteine unter Energieverbrauch Definiere den Begriff Enzym! Enzyme sind Biokatalysatoren, welche im Organismus bi- ochemische Reaktionen beschleunigen, indem sie die Ak- tivierungsenergie herabsetzen und anschließend unver- ändert aus der Reaktion hervorgehen. Substrat- und Wirkungs- spezifität von Enzymen! Substratspezifität: Enzyme setzen nach dem Schlüssel- Schloss- Prinzip immer nur bestimmte Substrate (Moleküle) um. Wirkungsspezifität: Enzyme katalysieren immer nur ganz bestimmte chemi- sche Reaktionen. Erkläre den Vorgang der Kohlenhydratverdauung! Funktionsraum Vorgang Verdauungsdrüsen/- saft mit Enzymen Mundhöhle Zerkleinerung, Anfeuchten, Abbau der Stäre in Zweifachzu- Speicheldrüse: Speichel mit cker Speiseröhre Transport Magen Dünndarm Dickdarm 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 Pepsin, Magensäure (Salzsäu- re) Bauchspeicheldrüse: Bauch- speichel,lipase, Peptidase, Leber Gallensaft: emulgieren- de Wirkung

2 Erkläre den Vorgang der Proteinverdauung Funktionsraum Vorgang Verdauungsdrüsen/- saft mit Enzymen Mundhöhle Zerkleinerung, Anfeuchten, Abbau der Stäre in Zweifachzucker Speicheldrüse: Speichel mit Speiseröhre Transport Magen Dünndarm 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 Pepsin, Magensäure (Salzsäure) Bauchspeicheldrüse: Bauchspeichel,Lipase, Peptidase, Leber Gallensaft: emulgie- rende Wirkung Erkläre den Vorgang der Fettverdauung! Funktionsraum Vorgang Verdauungsdrüsen/- saft mit Enzymen Mundhöhle Zerkleinerung, Anfeuchten, Abbau der Stäre in Zweifachzucker Speicheldrüse: Speichel mit Speiseröhre Transport Magen Dünndarm 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 Pepsin, Magensäure (Salzsäure) Bauchspeicheldrüse: Bauchspeichel,Lipase, Peptidase, Leber Gallensaft: emulgie- rende Wirkung 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. Beschreibe die verschiedenen Mechanismen des passiven Transports von Molekülen über eine Biomembran! Einfache Diffusion: 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.

3 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. Atmung und Blutkreislauf Erläutere die Funktion von Hämoglobin! Proteinmolekül in den roten Blutkörperchen, das Sauer- stoffmoleküle reversibel bindet und dadurch den Sauer- stofftransport ermöglicht. Der Gasaustausch findet an den Wänden der Lungenbläschen Atmung und Blutkreislauf Beschreibe den Gasaustausch in der Lunge! (Prinzip der Oberflächenvergrößerung) statt. Diese sind netzar- tig von Blutgefäßen = Kapillaren umhüllt. Sauerstoffarmes Blut 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- zentrationsgefälles bzw. des Partialdruckgefälles Stoffwechsel in der Zelle Beschreibe die Energiegewinnung in der Zelle aus Nährstoffen! Im Zytoplasma werden Nährstoffe ohne Verbrauch von 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)

4 Stoffwechsel in der Zelle Erkläre die Bedeutung von ATP! - ATP = Adenosintriphosphat - Mobiler und universeller Energieträger in Zellen - Wird bei der Zellatmung oder Gärung beim Abbau von Nährstoffen gebildet - Liefert Energie für alle energiebedürftigen Vorgänge in der Zelle, indem eine Phosphatgruppe von ATP abgespal- ten wird: ATP ADP + P i + Energie Bau, Funktionsweise und Schädi- gungen von inneren Organen Diastole und Systole! Diastole: Kontraktion der Vorhöfe, Erschlaffung der Herzkam- mern, Segelklappen geöffnet, Taschenklappen geschlossen Blut strömt in die Herzkammern (sauerstoffreiches Blut in 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) Bau, Funktionsweise und Schädi- gungen von inneren Organen Erkläre den Begriff Arteriosklerose und zähle Maßnahmen der Vorbeugung auf! Erkläre folgende Begriffe: - Biotop - Biozönose - Ökosystem - Biosphäre - Biodiversität Arteriosklerose ist eine Verengung von Blutgefäßen 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. 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

5 Abiotische Faktoren: Chemische und physikalische Fakto- Grenze abiotische und biotische Faktoren voneinander ab! ren der unbelebten Umwelt, die auf Lebewesen einwir- ken, zum Beispiel Wasser, Temperatur, Licht, Bodenbe- schaffenheit. Biotische Faktoren: Faktoren der belebten Umwelt, d.h. der in einem Biotop lebenden Le- bewesen zu anderen Lebewesen der gleichen oder einer anderen Art. Erkläre den Stoffkreislauf in ei- nem Ökosystem! Bei beiden Begriffen handelt es sich um 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. Räuber- Beute: Vorgänge des Fressens und Gefressenwerdens. Definiere den Begriff Population! Angehörige einer Art, die in einem bestimmten Lebensraum leben und sich uneingeschränkt untereinan- der fortpflanzen können.

6 Erläutere die 1. und 2. Lotka- Volterra- Regel! Die Lotka- Volterra- Regeln beschreiben die Wechselbe- ziehungen in einem Räuber- Beute- System: 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: Nahrungskette und Nahrungsnetz! Weitergabe der als Nettoproduktion jeweils verbleiben- den Biomasse über verschiedene Konsumentenebenen (= Trophiestufen). Nahrungsnetz: Komplexes Netzwerk von Nahrungsketten. Erkläre den Begriff Energiefluss! Bei jeder weiteren Energieumwandlung geht ebenfalls ein Teil der Energie in Wärme über, die sich letztlich im 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!

7 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. Erkläre den Begriff ökologische Nische! Ökologische Nische einer Art ist die Gesamtheit der 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 Erkläre das Prinzip der Nachhaltigkeit! Wald), muss er darauf achten, dass die Ökosysteme funk- 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.