EXPERIMENT: Was passiert eigentlich bei der Verdauung von Nahrung?

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1 EXPERIMENT: Was passiert eigentlich bei der Verdauung von Nahrung? Heute erhaltet ihr die Möglichkeit, den Weg der Nahrung von ihrer Aufnahme, über die Verdauung bis hin zur Ausscheidung an einem lebenden Organismus zu beobachten und das ganz ohne Röntgengerät! Als Modell zur Veranschaulichung konkreter Stoffwechselvorgänge dient ein Protist aus der Gruppe der Wimpertiere! Info: Nicht nur Tiere, auch Kleinstlebewesen benötigen Nährstoffe um ihre Lebensfunktionen aufrecht zu erhalten! Viele von ihnen sind durchsichtig mithilfe eines Mikroskops können Vorgänge im Zellkörper hervorragend beobachtet werden! Euer Untersuchungsobjekt für diesen Versuch ist Paramecium caudatum. Bevor es ans Experimentieren geht, stellt sich das Pantoffeltierchen bei euch vor: Oje, jetzt hat mein Magen aber laut geknurrt! Naja, Magen besitze ich genau genommen gar keinen. In meinem Zellkörper sind nach dem Fressen nur bläschenartige Nahrungsvakuolen vorhanden, in denen aufgenommene Nahrungspartikel verdaut werden. Hunger habe ich aber trotzdem! Seit 3 Tagen habe ich nun nichts mehr zu fressen bekommen! Deshalb bin ich auch gerade so durchsichtig keine gefüllten Nahrungsvakuolen zu sehen! Normalerweise bin ich in nährstoffreichen Gewässern zu finden, da mangelt es mir selten an genügend Nahrung! Vor allem Bakterien habe ich zum Fressen gerne, aber auch Hefezellen verschmähe ich nicht! Nicht dass ich aufgenommene Nahrung in einem Mund mit kräftigen Zähnen kauen könnte! Ich besitze zwar eine Struktur, die Zellmund genannt wird. Fressen muss man sich aber bei uns Wimpertierchen etwas anders vorstellen als bei Tieren oder Menschen! Unsere Beute wird in Nahrungsvakuolen verpackt. Aus ihnen können energieliefernde Nährstoffe in den Zellkörper aufgenommen werden! Wimpertierchen oder Ciliaten werden wir übrigens genannt, weil wir um unseren Zellkörper lauter kleine wimpernartige Anhänge besitzen, die Cilien genannt werden.

2 Unsere Cilien brauchen wir um uns im flüssigen Medium fortzubewegen! Sie schlagen dabei synchron und rhythmisch nach hinten und erzeugen so Vortrieb. Aber auch für den Nahrungserwerb sind unsere Cilien unerlässlich! Sie strudeln kleine Nahrungspartikel heran, die zum Peristom und weiter über das Vestibulum zum Cytostom geleitet werden Oh, verzeih die ganzen Fachbegriffe! Ich drücke mich einfach sehr gerne gewählt aus! Also noch einmal: Unsere Wimpern strudeln kleine Nahrungspartikel heran, die zum Mundfeld und weiter über unseren Mundtrichter zum Zellmund geleitet werden. Du siehst, so sehr wir uns von euch Menschen unterscheiden, so gibt es doch einige Dinge, die wir gemeinsam haben! Ihr nehmt ebenso Nahrung in euren Körper auf, verdaut sie, resorbiert die Nährstoffe und scheidet unbrauchbare Endprodukte wieder aus. Natürlich verfügt ihr über weitaus komplexere Strukturen und ein ausgeklügeltes Verdauungssystem aus mehreren Abschnitten. Aber zu meiner Verteidigung: sieh dir mal den Größenunterschied an! Ohne ein starkes Vergrößerungsglas würdest du mich gar nicht erkennen können mit meinen 0,2mm Länge! Aber immerhin zähle ich zu den am höchsten differenzierten Protisten*! Das Schlimmste was ich mir mal anhören musste war, dass ich lediglich ein unbelebtes Schmutzpartikel sei, so etwas wie ein leerer Behälter! Diesen Vergleich verbitte ich mir aber! Ich bin ein Lebewesen, ein Protist und keineswegs ekelig oder schädlich oder nützlich oder was auch immer! Da fällt mir ein: ich habe mich ja noch gar nicht bei dir vorgestellt: Paramecium caudatum mein Name! Liebevoll werde ich oft auch geschwänztes Pantoffeltierchen genannt! Warum ich diesen Spitznamen erhalten habe? Das kannst du ja gleich selbst bei deinem Experiment herausfinden! Nachdem die Nahrung am Zellmund in Nahrungsvakuolen eingeschlossen und im Zellkörper verdaut wurde, werden unverdauliche Reste zur Cytopyge gleitet. So wird unser Zellafter genannt aber Cytopyge klingt einfach besser! Dort öffnet sich die Vakuole nach außen und Restprodukte werden abgegeben. Unsere Art der Nahrungsaufnahme wird als Phagozytose bezeichnet! *Für alle, die es nicht wissen: Protisten sind einzellige Lebewesen, die einen Zellkern besitzen, in dem die DNA in Chromosomen verpackt liegt. Wir sind weder Tier noch Pflanze, aber auch von einzelligen Viren oder Bakterien unterscheiden wir uns maßgeblich! Die besitzen nämlich gar keinen Zellkern, da liegt die DNA frei im Zellplasma. Sie besitzen keine Organellen und Viren besitzen nicht einmal einen eigenen Stoffwechsel! Daher lässt sich darüber streiten, ob sie überhaupt zu den Lebewesen gezählt werden sollten! Da mein gesamter Zellkörper aus nur einer einzigen Zelle aufgebaut ist, ist es ja klar, dass ich über keine Gewebe, Muskeln oder Organe verfügen kann! Denn ein Organ ist immer aus verschiedenen Geweben aufgebaut, die gemeinsam für eine Funktion zusammenarbeiten. Und diese Gewebe bestehen wiederum aus tausenden von Zellen, die miteinander kommunizieren und Signale weiterleiten - gesteuert vom Zentralnervensystem. Also da muss ich ja sagen, leistet mein kleiner Zellkörper aber auch Unglaubliches: ich bewerkstellige mit nur einer Zelle Ernährung, Fortbewegung und Fortpflanzung! Ich reagiere auf meine Umwelt und verfüge somit über alle wesentlichen Merkmale, die ein Lebewesen ausmachen!

3 Das Prinzip der Verdauung am Modell des Pantoffeltierchens Das Pantoffeltierchen hat euch als Erinnerung ein Foto von ihm dagelassen sogar mit Autogramm! Beschriftet gemeinsam die Abbildung! Tragt die richtigen Zahlen aus dem Kästchen in die Kreise ein! 1 Kontraktile Vakuole 2 Nahrungsvakuole 3 Makronukleus (Großkern) 4 Cytopyge (Zellafter) 5 Plasmamembran (Zellmembran) 6 Caudalcilien (Wimperschopf) 7 Peristom (Mundfeld) 8 Mikronukleus (Kleinkern) 9 Vestibulum (Mundtrichter) 10 Cytoplasma (Zellplasma) 11 Cytostom (Zellmund) 12 Cilium (Wimper) Holt euch nun einen vorbereiteten Objektträger! Seht euch bei dieser Gelegenheit die Kultur in der Petrischale unter der Stereolupe an, damit ihr eine Vorstellung von der Winzigkeit dieser Einzeller bekommt! Wisst ihr, wie man richtig mit einem Mikroskop hantiert? Holt euch vom Versuchsleiter/ von der Versuchsleiterin die Anleitung zum Einstellen des Mikroskops und geht die Anweisungen Schritt für Schritt durch! Nun kann das Experiment beginnen! Erfahrt auf den nächsten Seiten Inhalt & Aufgaben für dieses Experiment!

4 EXPERIMENT: Hungrige Pantoffeltierchen auf der Jagd Die ausgehungerten Pantoffeltierchen wurden mit rot gefärbten Hefezellen gefüttert. Was erwartet ihr für eure Beobachtungen unter dem Mikroskop? Notiert in ein paar Stichworten eure Vermutungen! Wenn rote Hefezellen zur ausgehungerten Pantoffeltierchen-Kultur hinzugefügt werden, erwarten wir: Sucht unter dem Mikroskop Pantoffeltierchen mit rot angefärbten Nahrungsvakuolen! Wählt dafür das Objektiv mit der geringsten Vergrößerung aus! Könnt ihr im Kulturtropfen auf eurem Objektträger solche roten Pantoffeltierchen finden? Info: Damit die Einzeller nicht so schnell durchs Wasser schwimmen, wurde auf dem Objektträger vor Zugabe des Kulturtropfens ein Tropfen Leinsamenschleim aufgetragen. Dadurch wird das Medium visköser (=dickflüssiger), wodurch sich die Protisten langsamer durch das Medium bewegen. Als ob du durch Honig schwimmen müsstest! Dieser Trick erleichtert die Beobachtung der flinken Einzeller unter dem Mikroskop! Sucht euch nun ein Individuum, das möglichst ruhig und inaktiv ist, sodass ihr es über einen längeren Zeitraum beobachten könnt! Welche Strukturen könnt ihr erkennen? Hakt alle Strukturen aus der Liste ab, die ihr bei eurem Pantoffeltierchen ebenfalls entdecken könnt! Cilien (Wimpern) Plasmamembran (Zellmembran) Cytoplasma (Zellplasma) Cytostom (Zellmund) Nahrungsvakuolen (dunkel gefärbte Bläschen) Tipp: Wählt für diese Beobachtung ein Objektiv mit stärkerer Vergrößerung aus! Kontraktile Vakuolen (2 durchsichtige, pulsierende Bläschen) Eine/r von euch beiden kann nun mit den Beobachtungen zur Verdauung des Pantoffeltierchens beginnen! Beginnst du mit dem Mikroskopieren, dann blättere vor zum Arbeitsblatt: OBSERVATION Schau genau, schau dich schlau! Beginnst du mit der Recherche, dann lies dir den STECKBRIEF über das Pantoffeltierchen auf der nächsten Seite durch und kontrolliert mithilfe der Abbildung aus dem STUDENTS SCIENCE JOURNAL Artikel, ob deine Beschriftungen vom Pantoffeltierchen korrekt sind! Findest du Fehler, bessere sie aus!

5 Steckbrief: Einzeller als Modellorganismen - Verdauung STECKBRIEF: Paramecium caudatum Bezeichnung: Geschwänztes Pantoffeltierchen Wissenschaftlicher Name: Paramecium caudatum Stamm: Ciliata (Wimpertiere) Größe: µm Aussehen: Form erinnert an einen Pantoffel, spindelförmig, länglich, in der Mitte am dicksten, an den Enden schmäler Strukturen für Fortbewegung & Nahrungsaufnahme: Cilien (Wimpern), die über der gesamten Zelloberfläche gleichmäßig verteilt sind Lebensraum: nährstoffreiche Gewässer Ernährungsweise: Strudler (Phagozytose) Nahrung: Bakterien

6 (zerplatztes Pantoffeltierchen) 1 2 Trichocysten Trichocysten 3 4 kontraktile Vakuole Makronukleus (Großkern) Kristalle (P und Ca) Cytostom (Zellmund) Schon gewusst, dass Paramecien zur Abwehr sogenannte Trichocysten ausschleudern können? Diese nadelartigen Strukturen liegen in Ruhelage unmittelbar unter der Zellmembran. (Abb. 1 und 2) das Pantoffeltierchen über einen Kerndualismus verfügt? Es besitzt 2 Zellkerne, welche die Chromosomen und somit die DNA enthalten. Der große Makronukleus (Abb. 4) ist für normale Lebensvorgänge, der kleine Mikronukleus für die sexuelle Fortpflanzung zuständig. Paramecium caudatum Kristalle in seiner Zelle enthält, die hauptsächlich aus Phosphor und Calcium bestehen und aufgrund ihrer starken Lichtbrechung unter dem Mikroskop bei richtiger Beleuchtung wie Diamanten funkeln? (Abb. 3)

7 Artikel: Einzeller als Modellorganismen - Verdauung Das hungrige Pantoffeltierchen auf der Jagd Ernährung und Lebensweise von Paramecium caudatum Erkner, Cornelia (2015), Students Science Journal Paramecium caudatum zählt zum Stamm der Ciliaten. Gemeinsamkeit dieser Einzeller ist die Bewimperung des Zellkörpers. Diese sogenanntnen Cilien (Wimpern) sind für Fortbewegung und Nahrungsaufnahme von entscheidender Bedeutung. Sie schlagen koordiniert mit einem kräftigen Schlag nach hinten und erzeugen so Vortrieb. Im durchsichtigen Zellkörper ist der Makronukleus (Großkern) im Lichtmikroskop gut zu erkennen. Der Mikronukleus (Kleinkern) ist im Mikroskop nicht zu erkennen. Fortpflanzung geschieht bei Einzellern überwiegend durch einfache Zweiteilung, wobei Erbmaterial, das im Zellkern enthalten ist, an die Tochterzellen weitergegeben wird. Es sind jedoch auch sexuelle Vorgänge zu beobachten, bei denen zwei Ciliaten an den Längsseiten miteinander verschmelzen und DNA-Material austauschen. Die Ciliaten zählen zu den am höchsten entwickelten Einzellern. Bei der Lebendbeobachtung ebenfalls gut zu sehen sind die beiden kontraktilen Vakuolen. Zuführungskanäle sammeln dabei Wasser, das von außen in die Zelle einfließt in einem Bläschen. Dieses kontrahiert in regelmäßigen Abständen mehrere Male pro Minute und pumpt damit das Wasser aktiv wieder nach außen. Ohne diesen Pumpmechanismus würde die Zelle irgendwann zerplatzen. Den kontraktilen Vakuolen kommt somit eine entscheidende Rolle in der Osmoregulation (Regulation des Wasserhaushaltes) zu. Der Art der Nahrungsaufnahme über den Zellmund (Cytostom) durch Verpackung der Nahrung in bläschenartige Vakuolen wird als Phagozytose bezeichnet. Die Nahrungsvakuolen ziehen während der Verdauung in elliptischen Bahnen (Cyclose) durch den Zellkörper, bevor sie an den Zellafter (Cytopyge) wandern und dort Stoffwechselendprodukte ausscheiden. Obwohl Protisten aus nur einer Zelle bestehen, lässt sich am Beispiel des Pantoffeltierchens gut verdeutlichen, dass diese spannenden Lebewesen durchaus komplexe Verhaltensmuster an den Tag legen, um ihr Überleben zu gewährleisten. Wie bei uns Menschen zählen Wachstum, Fortpflanzung, Reizreaktion, Stoffwechsel und Bewegung zu ihren grundlegenden Merkmalen. Abb.: Strukturen von Paramecium caudatum

8 OBSERVATION - SCHAU GENAU, SCHAU DICH SCHLAU! Was passiert während der Verdauung? - Stoffwechselvorgänge beim Pantoffeltierchen Beobachte die rot gefärbten Nahrungsvakuolen des Pantoffeltierchens über mehrere Minuten hinweg! Beantworte die folgenden Fragestellungen anhand deiner Beobachtungen! Tipp: Je nachdem, mit welchem Farbstoff ihr arbeitet, kann eine andere Färbung der Nahrungsvakuolen beobachtet werden! Informiert euch daher im Vorfeld, mit welchem Farbstoff eure Klasse arbeitet! Kongorot: ROTE Hefezellen im Zellkörper Wechsel zu BLAU dann wieder ROT Neutralrot: BLASSGELBE Hefezellen im Zellkörper Wechsel zu ROT dann wieder BLASSGELB 1. Sitzen die Nahrungsvakuolen an einer fixen Stelle oder wandern sie innerhalb des Zellkörpers? Deine Beobachtungen: 2. Kannst du das Heranstrudeln von Nahrungspartikeln (=Hefezellen) durch die Wimpern und die Nahrungsaufnahme (=Phagozytose) beobachten? Deine Beobachtungen: 3. Kannst du auch blaue Nahrungsvakuolen entdecken? Wenn ja, beobachte sie unbedingt etwas länger! Was geschieht mit ihnen? Deine Beobachtungen: 5. Kannst du ein Individuum bei der Ausscheidung von Stoffwechselendprodukten beobachten und auf diese Weise den Zellafter (Cytopyge) ausfindig machen? Deine Beobachtungen: 6. Hier ist Platz für weitere Notizen! Was kannst du noch beobachten? (Verhalten der Einzeller, Vorgänge im Zellkörper, Interaktionen, etc.) Deine Beobachtungen: Tipp: Den JACKPOT deiner Beobachtungen hast du dann erreicht, wenn du ein Individuum mit einer oder mehrerer BLAUEN Nahrungsvakuolen findest! Zeige diese unbedingt auch deinem/r Teampartner/in!

9 EURE HYPOTHESE: Was habt ihr beobachtet? Könnt ihr eine Erklärung finden? Habt ihr beide die Pantoffeltierchen bei der Verdauung unter dem Mikroskop beobachtet UND theoretische Informationen zum Pantoffeltierchen gesammelt? Dann fasst eure Beobachtungen kurz für euch zusammen! Vom Pantoffeltierchen aufgenommene rote Hefezellen wechseln nach einiger Zeit in der Nahrungsvakuole ihre Farbe innerhalb von Sekunden von ROT nach BLAU. Nach kurzer Zeit werden sie wieder ROT, bevor sie schließlich ausgeschieden werden. Verwertung der Hefezellen & Farbumschlag der Nahrungsvakuolen während der Verdauung bei Paramecium caudatum Wodurch könnte der Farbumschlag innerhalb der Nahrungsvakuolen des Pantoffeltierchens bedingt sein? Versucht gemeinsam eine Erklärung für dieses Phänomen zu finden und formuliert dann eure Hypothese! Tipp: Was geschieht mit der Nahrung in unserem Körper, nachdem sie einmal hinuntergeschluckt wurde? Vielleicht hilft euch diese Überlegung, um dem Rätsel auf den Grund gehen zu können! EURE HYPOTHESE ZUM FARBUMSCHLAG: Holt euch das Lösungsblatt, um dem Rätsel auf die Spur zu kommen! Habt ihr mit eurer Hypothese richtig gelegen? Notiert in Stichworten Funktion und Wirkung des verwendeten Farbstoffes! Wirkung des Farbstoffes:

10 SCHON FERTIG? Zusatzaufgabe für flinke Forscher! Sucht euch unter dem Mikroskop wieder ein möglichst inaktives Paramecium caudatum unter Verwendung des schwächsten Objektives! Stellt dann auf eine stärkere Vergrößerung um und schaut auf die intrazellulären Strukturen des Einzellers! 2. kontraktile Vakuole Könnt ihr eine oder sogar beide kontraktilen Vakuolen erkennen? Beschreibt eure Beobachtungen stichwortartig: Gefüllte Vakuole 2. kontraktile Vakuole Beobachtet eine der kontraktilen Vakuolen eine Minute lang! Zählt mit wie oft sie innerhalb dieser Minute kontrahiert und notiert das Ergebnis (Angabe: x-mal/ Minute)! Kontraktionshäufigkeit: Vakuole unmittelbar nach Kontraktion, Zuführungskanäle sichtbar Was könnte die Funktion dieser kontraktilen Vakuolen sein? Wähle aus den 3 möglichen Antworten diejenige aus, die deiner Meinung nach richtig ist und kreuze sie an! Die kontraktilen Vakuolen erfüllen eine ähnliche Aufgabe wie unser Herz durch die rhythmischen Kontraktionen werden Stoffe durch den Zellkörper gepumpt, um die gesamte Zelle mit Sauerstoff und Nährstoffen zu versorgen. Die kontraktilen Vakuolen pumpen aktiv Wasser aus der Zelle hinaus, welches über die Plasmamembran in die Zelle eindringt. Ohne diese Aktivität würde so viel Wasser von außen in die Zelle fließen, bis der Einzeller schließlich platzt (= Regulation des Wasserhaushaltes) Die kontraktilen Vakuolen sind für die Fortbewegung des Einzellers von Bedeutung. Gemeinsam erzeugen der rhythmische Schlag der Cilien und der Wasserausstoß aus den Vakuolen einen Rückstoß, der den Einzeller im Wasser weiterbewegt. Tipp: Die richtige Antwort auf diese Frage könnt ihr im ARTIKEL zum Pantoffeltierchen aus dem STUDENTS SCIENCE JOURNAL nachlesen!

11 Mikro-Makro-Link: Einzeller als Modell für biologische Systeme Ihr konntet die Vorgänge während der Verdauung am Modell des Pantoffeltierchens beobachten! Dadurch konntet ihr einen groben Überblick über Stoffwechselvorgänge erhalten, die in ganz ähnlicher Weise auch in unserem Verdauungstrakt stattfinden! Natürlich ist der Vorgang der Verdauung bei uns Menschen viel komplexer! Testet und erweitert euer Wissen über die Verdauung beim Menschen! Könnt ihr die Abschnitte des menschlichen Verdauungstraktes benennen? Beschriftet die Abbildung! 1) 2) 3) 4) 5) 1 6) 7) 8) ) In welchen der angeführten Abschnitte des menschlichen Körpers werden Verdauungsenzyme produziert? Kreuzt die richtigen Organe an! Mundspeicheldrüse Gallenblase Dünndarm Blinddarm Dickdarm Bauchspeicheldrüse Leber Magen

12 Mikro-Makro-Link: Einzeller als Modell für biologische Systeme Welche Aufgaben erfüllt das Verdauungssystem? Überlegt, was mit der Nahrung im Weg durch euren Körper geschieht und notiert eure Einfälle zu den Aufgaben des menschlichen Verdauungstraktes! Konntet ihr alle Bestandteile des menschlichen Verdauungssystems nennen und den richtigen Organen zuordnen? Kontrolliert eure Beschriftung und bessert (falls vorhanden) Fehler aus! 1) Speiseröhre 2) Magen 3) Dünndarm 4) Dickdarm 5) Blinddarm (+Wurmfortsatz) 6) Mastdarm 7) Leber 8) Gallenblase 9) Bauchspeicheldrüse Lest euch die Informationen zum VERDAUUNGSSYSTEM durch und sammelt spannende Information zum menschlichen Verdauungssystem mit den Schon gewusst, dass -Fakten! Tipp: Mit eurem neu gewonnenen Wissen könnt ihr im Anschluss eure Antworten auf der vorherigen Seite kontrollieren!

13 Mikro-Makro-Link: Einzeller als Modell für biologische Systeme Das menschliche Verdauungssystem AUFGABEN Zerkleinern, Verflüssigen und Aufspalten der aufgenommenen Nahrung Transport des Nahrungsbreis Abgabe der Nährstoffe an Blut- bzw. Lymphbahnen Rückresorption (=Wiederaufnahme) von Wasser Ausscheidung unverdaulicher Reststoffe Energiegewinnung durch Verwertung der aufgenommenen Nährstoffe (Speicherung in Organen, Umsetzung in mechanische und chemische Arbeit) Abwehrfunktion (Bakterienabwehr, Desinfektion de r Nahrung, etc.) ABLAUF DER VERDAUUNG Mund: Nahrungsaufnahme und mechanische Zerkleinerung durch Kauen Durchmischung des Nahrungsbreis mit Speichel Kohlenhydratverdauung: Zerlegung der Stärke (langkettige Zucker) zu Maltose (Zweifachzucker) Magen: Vermischung der Nahrung mit Magensaft (ph Wert 1 1,5 ) Eiweißverdauung: Aufspaltung der Proteine in Peptide Abgabe kleiner Nahrungsportionen über Pförtner in den Dünndarm Dünndarm: 1. Zwölffingerdarm: Einspeisung von Gallensaft aus der Leber und Bauchspeichel aus der Bauchspeicheldrüse, Zerteilung der zusammengeklumpten Fette in feine Tröpfchen mittels Gallensäuren (=Emulgierung), weitere Protein-, Kohlenhydrat- und Fettverdauung durch Bauchspeichel 2. Leerdarm und Krummdarm: Resorption (=Aufnahme) der Nährstoffe (Peptide, Fette, Kohlenhydrate, Vitamine und Wasser) in Blut- und Lymphbahnen Dickdarm: Kotspeicherung Resorption (=Rückgewinnung) von Wasser und Salzen Weiterleitung des Kots in den Mastdarm Enddarm: Ausscheidung unverdaulicher Nahrungsreste über den After WICHTIG FÜR EINE GESUNDE LEBENSWEISE: Ausgewogene Ernährung durch Kombination aus Eiweiß, Kohlenhydraten und Fetten, sowie Vitaminen, Mineralstoffen, Spurenelementen, Ballaststoffen und Wasser!

14 Mikro-Makro-Link: Einzeller als Modell für biologische Systeme Schon gewusst, dass die Verdauung der Nährstoffe (Eiweiße, Fette, Kohlenhydrate) chemisch durch verschiedene Enzyme erfolgt? Verdauung bereits im Mund beginnt? Hier wird Stärke (=langkettiges Kohlenhydrat) zu Malzzucker (=Zweifachzucker) verdaut! Aus diesem Grund schmeckt Brot, das ausgiebig im Mund gekaut wird, plötzlich süßlich! täglich 1,5 Liter Speichel in den Mundspeicheldrüsen gebildet werden? Er macht die Nahrung gleitfähig! Verdauung ein Vorgang ist, der Bewegung benötigt? Durch Kontraktion von Ringmuskulatur entsteht eine Kontraktionswelle, die den Nahrungsbrei weiterbewegt (=Peristaltik). der Magensaft durch seinen Gehalt an freier Salzsäure desinfizierend auf die Nahrung wirkt? Die Salzsäure tötet Bakterien ab und aktiviert eiweißabbauende Verdauungsenzyme. Magensaft ist somit durch das Ansäuern der Nahrung für dessen Vorverdauung sehr wichtig! die Selbstverdauung der Magen- und Darmwände durch einen schützenden Schleimbelag der Wände verhindert wird? Dieser wird von Zellen der Magen- und Darmwände ständig nachproduziert. die Oberfläche des Dünndarms 200m 2 beträgt und damit die Größe eines Tennisplatzes übertrifft? Sie wird durch Querfalten der Darmwand, Darmzotten (= zapfenförmige Ausstülpungen der Schleimhaut) und Mikrovilli (=feinste Plasmafortsätze der Wandzellen) erreicht! Diese enorme Oberfläche ist für eine möglichst gute Stoffaufnahme von Bedeutung! Gallensaft nicht in der Gallenblase sondern in der Leber gebildet wird? In der Gallenblase wird der Gallensaft gespeichert, eingedickt und nach Bedarf vor allem zur Verdauung fettreicher Nahrung in den Darm abgegeben. Die Leber die größte Drüse des menschlichen Körpers ist? Sie ist gleichzeitig Speicherorgan (für Fette und Zucker), Produktionsstätte (Eiweiße und Gallensaft) und Entgiftungszentrale unseres Körpers! die Braunfärbung des Kots durch umgewandelte Gallenfarbstoffe verursacht wird? Die Gallenfarbstoffe werden von den Leberzellen aus Anteilen abgestorbener Roter Blutkörperchen gebildet. Diese abgestorbenen Blutkörperchen-Anteile aus dem Gallensaft führen zur Braunfärbung der Stoffwechselendprodukte. Verdauungsenzyme in Mund, Magen, Bauchspeicheldrüse, Leber und Dünndarm produziert werden? Im Dickdarm wird nur Schleim gebildet, aber keine Verdauungsenzyme! etwa ein Drittel der abgegebenen Kotmenge aus abgestoßenen Darmzellen und Darmbakterien aus der Darmflora bestehen? Der Verlust an Darmwandzellen wird durch ständige Nachbildung neuer Darmzellen ersetzt! Quellen: Bayrhuber, H., Kull, U., Bäßler, U., Hopmann, J., & Rüdiger, W. (1998). Linder Biologie. Lehrbuch für die Oberstufe. Metzler, 21. Auflage. Kleinert, R., Ruppert, W., & Stratil, F. X. (1995). Humanbiologie. Bau und Funktion des menschlichen Körpers für die Klasse (pp. 184 S.). München: Mentor-Verl. Prohaska, Hajnalka (2009): Bleib-Gesund-Service.de. Verdauungssystem. Online unter: ( ) o.a. (2014): Der Mensch Alles über den Menschen. Online unter: ( ) o.a. Yoga ein großartiges Geschenk aus Indien. Online unter: ( )

15 FAZIT: Einzeller als Modell für biologische Systeme Durch das Experiment mit Paramecium caudatum konntet ihr einen wichtigen Schritt der Nahrungsverwertung beobachten, der auch in unserem Körper stattfindet! Die vereinfachte Darstellung veranschaulicht die komplexen Verdauungsvorgänge beim Menschen und verhilft uns zu einem besseren Verständnis über unsere Körpervorgänge! Hausaufgabe: Welche Erkenntnisse konntet ihr durch dieses Experiment über euren Körper und die menschliche Nahrungsverwertung gewinnen? Fasst in kurzen Stichworten noch einmal die Ernährungsweise des Einzellers Paramecium caudatum vom Nahrungserwerb bis zur Ausscheidung der Abfallprodukte zusammen! Welcher wichtiger Schritt der Verdauung konnte bei euren Beobachtungen am Modell Paramecium caudatum anhand des Farbumschlags in den Nahrungsvakuolen beobachtet werden? Beantwortet in einigen Stichworten folgende Fragen: Wo findet dieser Schritt der Verdauung ( Ansäuerung der Nahrung) im menschlichen Körper statt? Welche wichtigen Funktionen kommen der Magensäure zu? Welche Nährstoffe werden durch Verdauungsenzyme aufgespalten (3 Gruppen)? In welchem Organ gelangen die aufbereiteten Nährstoffe in unser Blut und wofür werden sie benötigt?