Stoffwechsel & Energiegewinnung. Fortpflanzung & Entwicklung

Transkript

1 Stoffwechsel & Energiegewinnung Struktur & Aufgabe Stoffe & Teilchen Information Basiskonzepte in der Biologie Evolution Verhalten & Kommunikation Organisation Fortpflanzung & Entwicklung 1

2 Allgemeines - Die biologischen Kennzeichen der Lebewesen: 1.) Stoffwechsel und Energiewandlung 5.) Aufbau aus Zellen 2.) Information + Reizbarkeit 3.) Aktive Bewegung 4.) Fortpflanzung und Entwicklung 2

3 Organisationsebenen - Aufbau aus Zellen Die meisten Lebewesen sind in mehreren, geordneten Ebenen organisiert. # Die Zelle Die Pflanzenzelle Die Bakterienzelle Die Tierische Zelle # Das Gewebe - besteht aus vielen gleichen Zelltypen: z.bsp. Muskelgewebe aus Muskelzellen # Das Organ - besteht aus verschiedenen Geweben: Herz aus Muskelgewebe, Nervengewebe # Der Organismus - besteht aus verschiedenen Organen: Herz, Lunge, Auge 3

4 Organisationsebenen - Aufbau aus Zellen Die Zelle Prokaryoten: # Einzeller ohne Zellkern Eukaryoten: # Einzeller oder Mehrzeller mit Zellkern # Komplexer Aufbau durch Zellorganellen (Membran umschlossene Kompartimente) Die Pflanzenzelle Die Tierische Zelle # Aufbau: Schleimhülle Zellwand Zellmembran Erbsubstanz (DNS) Plasmid (zusätzlicher Informationsträger) Ribosomen Zellplasma Besonderheiten der Pflanzenzelle: Zellwand Chloroplasten Vakuole Gemeinsamkeiten: Zellkern Mitochondrien Endoplasmatisches Reticulum Ribosomen Zellmembran 4

5 Organisationsebenen - Aufbau aus Zellen Die Eukaryonten - Organismen mit Zellkern: # Echte Einzeller # tierische und pflanzliche Vertreter # Kolonienbildung und ihre Bedeutung # Volvox: Kolonien aus Chlamydomonas (Grünalge) # Die Gliederfüßer # Merkmale & besondere Kennzeichen # Staatenbildung bei Insekten # Vergleich mit Wirbeltieren 5

6 Die Kennzeichen der Gliederfüßer - ein Vergleich mit Wirbeltiermerkmalen Körpergliederung Augen Skelett Gliederfüßer 3 Segmente: Kopf - Brust -Hinterleib meist ein komplexes Facettenauge aus vielen Einzelaugen Außenskelett aus Chitin; keine Wirbelsäule Wirbeltier 2-gliedrig aus Kopf und Rumpf; vier Gliedmaßen Linsenauge Innenskelett aus Kalk; mit Wirbelsäule Blutkreislauf offener Blutkreislauf geschlossener Blutkreislauf Nervensystem Atmungssystem Strickleiternervensystem Tracheensystem Zentralnervensystem mit Rückenmark und Gehirn Lungen, Kiemen 6

7 Stoffwechsel & Energiewandlung Bakterien Ernährungstyp Autotroph Produzenten Heterotroph Konsumenten photoautotroph chemoautotroph anaerob aerob 7

8 Stoffwechsel & Energiewandlung Zucker AuAau Energiereiche organische Stoffe Heterotrophe Ernährungsform Fotosynthese (autotropher Stoffau5au) O 2 Zellatmung H 2 O CO 2 Energiearme, anorganische Stoffe 8

9 Stoffwechsel & Energiewandlung Licht Fotosynthese: Wasser + Kohlenstoffdioxid # in den Chloroplasten # bei Pflanzen Traubenzucker + Sauerstoff Energie Zellatmung: Traubenzucker + Sauerstoff # in den Mitochondrien # aerob Energiefreisetzung: Wärme & Bewegung Wasser + Kohlenstoffdioxid Energiefreisetzung: Wärme & Bewegung Gärung: Traubenzucker Wasser + Kohlenstoffdioxid # im Zellplasma # bei Bakterien und Pilzen # anaerob 9

10 Stoffwechsel & Energiewandlung Ziel: # Aufnahme und Umwandlung von Stoffen zum Aufbau und für die Energiegewinnung des Körpers. # Ausscheidung von Abfallstoffen Energiereiche Stoffe z. Bsp. Glucose Lichtenergie Abbau mit Sauerstoff Abbau ohne Sauerstoff Energieinhalt Fotosynthese Zellatmung Gärung Milchzucker Energiefreisetzung Alkohol Kohlenstoffdioxid Energiearme Stoffe Wasser, Kohlenstoffdioxid 10

11 Fortpflanzung & Entwicklung Geschlechtliche Fortpflanzung Ungeschlechtliche Fortpflanzung # Zwei Lebewesen erzeugen Nachkommen, die untereinander etwas verschieden sind. # Dazu sind spezielle Zellen notwendig - die Geschlechtszellen = die Keimzellen: # Eizelle: weibliche Keimzelle # Spermium/Pollen: männliche Keimzelle # Ein Lebewesen erzeugt Nachkommen, die untereinander identisch sind. # Keine speziellen Zellen notwendig # Einfache Teilung (Knospung) der Zelle: Volvox: Kolonie aus Chlamydomonas # Stadien bei der Geschlechtlichen Fortpflanzung: # Begattung # Befruchtung # Embryo # Fortpflanzung & Entwicklung beim Menschen Darmbakterium E. coli 11

12 Fortpflanzung & Entwicklung Die Fortpflanzung beim Menschen: Keimdrüsen Hoden Spermium Innere Befruchtung Säugling Keimdrüsen Eizelle Befruchtete Eizelle Embryo Entwicklung in der Gebärmutter Eierstöcke 12

13 Fortpflanzung & Entwicklung Die Fortpflanzung bei Insekten: Verwandlung der Larve zum erwachsenen Tier. Die Gestaltänderung erfolgt durch Umwandlung von Organen. Metamorphose Unvollkommene Verwandlung Mehrere Häutungen während des Wachstums der Larve zum Vollinsekt (Imago). Ei Vollkommene Verwandlung Während des Wachstums entwickelt sich aus dem befruchteten Ei zuerst eine Larve, daraus die Puppe und nach Häutungen das Vollinsekt (Imago). Ei Imago Larve Imago Larve Puppe 13

14 Verhalten & Kommunikation Die Staatenbildung bei Insekten: Manche Insekten bilden eine Gemeinschaft aus Lebewesen (Individuen) einer Art. Diese Individuen teilen sich die Arbeit und gewährleisten dadurch das Zusammenleben in einem Insektenstaat. Beispiele: Bienen, Wespen, Hornissen, Ameisen, Termiten Der Bienenstaat: # Königin - viele unterschiedliche Arbeiterinnen - Drohnen # Kommunikation mittels spezieller Bienentänze: 1.) Der Rundtanz 2.) Der Schwänzeltanz 14

15 Die Evolution Entstehung des Lebens auf der Erde: Chemische Evolution: Die Entstehung von organischem Material aus anorganischen Stoffen. Biologische Evolution: Die Entstehung der Artenvielfalt im Laufe der stammesgeschichtlichen Entwicklung der Organismen. Belege für den Artwandel (Evolution): # Fossilien: Leitfossilien & Erdzeitalter # Zwischenformen (Übergangsformen): Archaeopteryx, Quastenflosser, Ginkgo,... # Ein Vergleich der Grundbaupläne: 1.) Homologe Organe: bauplangleich, teilweise unterschiedliche Funktion, Beispiel: Vogelflügel - Menschenarm 2.) Rudimentäre Organe: rückgebildete Organe die ihre Funktion teilweise oder ganz verloren haben. 3.) Analoge Organe: bauplanverschieden, aber erfüllen gleiche Funktion in Anpassung an die Lebensweise (Konvergenz), Beispiel: Vogelflügel - Insektenflügel 15

16 Die Evolution Evolutionstheorie nach Charles Darwin: Art: Alle Lebewesen, die sich miteinander fortpflanzen und fruchtbare Nachkommen hervorbringen, gehören zu einer Art (z. B.: Hund und Katze sind verschiedene Arten!) Mutationen: Zufällige, ungerichtete Veränderung des Erbgutes, die bei einem Lebewesen zu veränderten Eigenschaften führen kann. Jede Art erzeugt mehr Nachkommen, als aufgrund der zur Verfügung stehenden Nahrungsquellen überleben können Die Individuen einer Art unterscheiden sich infolge Mutation und der sexuellen Fortpflanzung in Bau, Lebensweise und Verhalten. Die variierenden Merkmale sind erblich und treten auch bei den Nachkommen auf. Wegen der Konkurrenz um Nahrung, Brutreviere, Geschlechtspartner pflanzen sich nur jeweils die Lebewesen einer Gruppe fort, die am besten an die jeweiligen Umweltbedingungen angepasst sind (Natürliche Selektion) Ergebnis: Träger vorteilhafter Merkmale überleben mit höherer Wahrscheinlichkeit und können ihre Erbanlagen in die nächste Generation weitergeben: Selektionstheorie Schließlich führt dieser Prozess zur Entstehung neuer Arten 16

17 Die Evolution Mutationen natürliche Selektion Evolutionsfaktoren Neukombination Ergebnisse der Evolution: Artenvielfalt Angepasstheit/Tarnung/Warnung 17

18 Fortpflanzung & Entwicklung Der Mensch Was du schon immer wissen wolltest,... Extraseite # Sexualität Pubertät Liebe # Die Geschlechtorgane weiblich männlich # Aufbau # Hormone und pubertäre Veränderungen # der weibliche Zyklus: hormonelle Regulation Stadien # Verhütung: Tabelle als Überblick Kondom: Schutzfunktion! # Die Entstehung eines Kindes: # Stadien der Entwicklung # Begriffe: Embryo, Fetus, Plazenta, Nabelschnur 18