Biologischer Abbau (Physiologie)

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Werner Salzmann
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2 Biologischer Abbau (Physiologie) Der biologische Abbau organischer Substrate (u.a. Kohlenhydrate) durch Enzyme oder Mikroorganismen dient zu folgendem: --- zelleigenes Material (u.a. Proteine) aufzubauen --- Energie für die Körperfunktionen zur Verfügung zu stellen Dieser Abbau kann durch folgende Prozesse erfolgen: Atmung C 6 H 12 O O 2 >>> 6 CO H 2 O [30 ATP] G = kj /mol Milchsäure G. C 6 H 12 O O 2 >>> 2 C 3 H 6 O 3 [2 ATP] G = kj /mol Alkohol Gärung C 6 H 12 O O 2 >>> 2 CO C 2 H 6 O [2 ATP] G = kj /mol Methangärung C 6 H 12 O O 2 >>> 3 CO CH 4 [Methan] G = kj /mol <<<Atmung Quelle der Graphik:

3 Alkohol-, Milchsäure-, Methangärung Atmung, Milchsäure- u. Alkoholgärung haben den gleichen ersten Schritt, i.e. die Glykolyse. Die Gärung schließt diesen mit einem weniger reaktionsfähigem Endprodukt ab. Methangärung ist hauptsächlich mit dem Abbau toter Materie durch Mikroorganismen verbunden. Quelle der Graphiken:

4 C 6 H 12 O 6 + 2ADP + 2P i + 2NAD + > 2C 3 H 3 O H + + 2ATP + 2 (NADH+H + ) Glycolyse

5 Morphologie: Klima und Körperbau Allensche Regel: Extremitäten sind umso kürzer, je kälter das Klima

6 Morphologie (Konvergenz) (Unter ähnlichen Umweltbedingungen bilden sich ähnliche Lebensformen) Austral. Beuteltiere <<< Opossum Beutelwolf >>> Säugetiere <<<Ratte Wolf>>>

7 Evolution (Genetik) Unter Evolution versteht man eine langsame beständige Entwicklung von einem niederen zu einem höheren Zustand. Es werden die Ursachen des Evolutionsvorgangs und die Abstammungsverhältnisse der Lebewesen untersucht. Die Evolutionstheorie liefert Erklärungen über die Entstehung des Lebens die individuelle und die erdgeschichtliche Entwicklung der Lebewesen die unterschiedlichen Formen der Lebewesen (Umwelt) die Entstehung der Artenvielfalt Man unterscheidet: Kosmische Evolution: Entstehung von Raum, Zeit und Materie vor etwa 18 Mrd. Jahren (E. Hubble 1929: Urknalltheorie) Chemische Evolution: Entstehung des Lebens auf der Erde Biologische Evolution: Entwicklung von der 1. Zelle vor ca. 3 Mrd. Jahren zu etwa ½ Mio. Pflanzen- und 1,5 Mio. Tierarten Koevolution (Pflanze-Insekt)

Faktoren der Evolution Art: alle Lebewesen, die ihren wesentlichen Merkmalen übereinstimmen und miteinander fruchtbare Nachkommen haben können.

Folgende Faktoren können Evolution, also Veränderungen im Genpool, bewirken (d.h.

8 Faktoren der Evolution Art: alle Lebewesen, die ihren wesentlichen Merkmalen übereinstimmen und miteinander fruchtbare Nachkommen haben können. Population: Die Individuen einer Art, die zu gleicher Zeit in einem bestimmten Gebiet leben und sich miteinander fortpflanzen. Genpool: die Gesamtheit aller Gene bei den Individuen einer Population. Folgende Faktoren können Evolution, also Veränderungen im Genpool, bewirken (d.h. durch folgende Vorgänge werden bestimmte Gene vermehrt, während andere verschwinden) Mutation: Plötzlich eintretende Veränderungen in Chromosomen oder Genen Selektion: Natürliche Auslese durch Umwelteinflüsse, welche die Fortpflanzungsrate oder die Überlebenswahrscheinlichkeit verschiedener Genotypen unterschiedlich beeinflussen, dadurch werden vorteilhafte Eigenschaften ausgewählt. Gendrift: Durch Zufallswirkung (Seuchen, Unwetter,...) stirbt eine Gruppe von Trägern bestimmter Merkmale plötzlich aus, der überlebende Teil mit etwas anderer genetischer Zusammensetzung breitet sich aus, der Genpool ändert sich; Isolation: Gruppen von Individuen einer Art entwickeln sich unterschiedlich weiter, wenn sie voneinander getrennt werden. (z.b. durch Klimaveränderungen oder unterschiedliche Paarungszeiten) Symbiose Sukzession

Kulturgenetische Koevolution Die Karte links zeigt die Konzentration der "Milchgen"-Diversität bei den Kühen (je dunkler die Farbe, desto höher die genetische Vielfalt), rechts im Bild

9 Kulturgenetische Koevolution Die Karte links zeigt die Konzentration der "Milchgen"-Diversität bei den Kühen (je dunkler die Farbe, desto höher die genetische Vielfalt), rechts im Bild die Verteilung der Genvariante für die Laktose-Toleranz (je dunkler die Farbe, desto häufiger die Genvariante) sowie die Region der jungsteinzeitlichen Milchviehwirtschaft (schwarze Linie).

10 Faktoren der Evolution Art: alle Lebewesen, die ihren wesentlichen Merkmalen übereinstimmen und miteinander fruchtbare Nachkommen haben können. Population: Die Individuen einer Art, die zu gleicher Zeit in einem bestimmten Gebiet leben und sich miteinander fortpflanzen. Genpool: die Gesamtheit aller Gene bei den Individuen einer Population. Folgende Faktoren können Evolution, also Veränderungen im Genpool, bewirken (d.h. durch folgende Vorgänge werden bestimmte Gene vermehrt, während andere verschwinden) Mutation: Plötzlich eintretende Veränderungen in Chromosomen oder Genen Selektion: Natürliche Auslese durch Umwelteinflüsse, welche die Fortpflanzungsrate oder die Überlebenswahrscheinlichkeit verschiedener Genotypen unterschiedlich beeinflussen, dadurch werden vorteilhafte Eigenschaften ausgewählt. Gendrift: Durch Zufallswirkung (Seuchen, Unwetter,...) stirbt eine Gruppe von Trägern bestimmter Merkmale plötzlich aus, der überlebende Teil mit etwas anderer genetischer Zusammensetzung breitet sich aus, der Genpool ändert sich; Isolation: Gruppen von Individuen einer Art entwickeln sich unterschiedlich weiter, wenn sie voneinander getrennt werden. (z.b. durch Klimaveränderungen oder unterschiedliche Paarungszeiten)

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