1 Ökologie. 1.1 Begriffe. 1.2 Arbeitsbereiche. 1.3 Arbeitsmethoden. 1.4 Bedeutung

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1 1 Ökologie 1.1 Begriffe Ökologie (oikos=haus, logos=lehre,wort) Lehre des Naturhaushalts Beziehungen zwischen Lebewesen // Umwelt Biotop (bios=leben, topos=ort) Lebensraum, (Fürstengarten, Waldstück X) Faktoren (lat. = Macher) Umwelteinflüsse (Regenmenge, Temperatur) abiotisch (gr.) nicht lebende Umwelteinflüsse (s.o.) biotische (gr.) lebende Umwelteinflüsse (Freßfeinde, Krankheiten,...) Population alle Lebewesen einer Art in einem Biotop Biozönose (gr.) Lebensgemeinschaft; alle Lebewesen in einem Biotop Ökosystem (gr.) Biozönose + Biotop (z.b. See, Laubwald,...) Biosphäre (gr.) Lebensraum Erde, Lebensgemeinschaft Erde 1.2 Arbeitsbereiche Autökologie... untersucht Beziehungen zwischen Lebewesen und Umwelt Demökologie... untersucht Beziehungen innerhalb von Populationen Synökologie... untersucht Beziehungen zwischen Aut- und Demökologen Theorien Anwender... setzen Ergebnisse in Praxis/Politik um 1.3 Arbeitsmethoden Bestandsaufnahmen: Freilandbeobachtungen, Laboruntersuchungen Statistische Auswertungen / Berechnung usw. Verknüpfen von Ergebnissen Theorien, Modelle, Simulationen Umweltschutz 1.4 Bedeutung Verbesserung der Umwelt zu Gunsten der dort lebenden Tiere und Menschen. Erforschung von Richt-linien für den Umweltschutz. Analyse der Folgen von neuen chemischen Produkten die auf den Markt kommen, um giftige oder schädliche zu eliminieren.

2 Leben? Wachstum Fortpflanzung Nahrungsaufnahme Reizbarkeit Alterung Sterben Bewegung Weitergabe von Informationen Stoffwechsel 2 Stoffwechsel: Atmung = Stoffverbrennung / Oxidation Energie Gewinn Umwandlung von Stoffen Alle Lebendvorgänge erfordern Stoffe und Energie. 2.1 Schemata Pflanze / Stoffe / Energie Sonnenlicht Photosynthese ( Assimilation ) Nährstoffe (Kohlenhydrate, Fett, Eiweiß) Atmung ( Dissimilation ) H 2 O, CO 2, O 2, ATP Mineralien, ADP + P

3 Lichtenergie O 2 ca. 1/3 "frei" ADP + P -> ATP ca. 2/3 Photosynthese H2O + CO2 --> Glucose + O2 Teil ca. 2/3 Atmung Glucose + O2 --> CO2 + H2O ca. 1/3 Pflanzenaufbau (viele verschiedene Stoffe) + Speicher(Stärke) H 2O + Mineralsalze autotrophe Produzenten Gra Tier / Stoffe / Energie Nahrungsaufnahme: - Mineralstoffe Atmung Glucose + O2 --> CO2 + H2O "frei" ADP + P -> ATP O 2 Wasser + Mineralien Speicherung Bau von anderen Substanzen heterotrophe Konsumenten Gra.3.2

4 2.1.3 Lebewesen / Energie in Zellen : Zellatmung Nährstoffe z.b. 1 Glucose + O 2 CO 2 + H 2 O H: EE 25 4 EE ADP + P ATP H + H: - Adenosintriphosphat Lebensvorgänge 3 ATP (12 EE) z.b. Asr 1 + Asr 2 Asr 1 Asr 2 H: + 10 EE Wärmeverlust 2 EE Bedeutung von ATP / ADP + P: ca. 70g im menschlichen Körper Wärmeverlust geringer ATP ist universeller Energieträger Pflanze/Tier / Stoff / Energie

5 O 2 Nährstoffe CO 2 Vulkanismus usw. Leichen Mineralien Leichen CO 2 H 2 O Destruenten Reduzenten Stoffkreislauf (stark vereinfacht) 3 Photosynthese 3.1 Blattbau + Zahlen 3.2 Experimente mit Wasserpest a) normal b) unterschiedliche Lichtintensität c) unterschiedlicher CO 2 -Gehalt viel mittel wenig/kein ohne Sprudel mit Sprudel

6 d) Nachweis O 2 e) Temperatur f) Lichtqualität kalt (wenig) warm (mehr) rot blau grün nur bis Grenzwert dann wieder rückläufig gut sehr gut wenig 3.3 Mikroskopie des Photosyntheseorgans : Blatt Buchenplatt, quer Sonnenblatt Schattenblatt dicker und kleiner (klein, da sonst zu großer Wasserverlust) dünner und größer (dünner, daß auch weniges Licht durch das ganze Blatt dringen kann)

7 3.3.2 Wasserpestblatt Lebendig Zellplasma fließt 3.4 Untersuchung von Blattfarbstoffen Farbstoffextraktion mit Aceton Blattmaterial + Seesand + Aceton Farbstoffextrakt

8 3.4.2 Trennen durch Chromatographie Platte SiO 2 nachher: Carotine Chlorophyll A Chlorophyll B vorher: Anthocyane Farbstoffextrakt Kapillare Kammer Lösungsmittelgemenge (Laufmittel) Petrolether : Aceton, 7:3 Prinzip der Trennung: Festhaltekraft des Trägermaterials Lösungsmittel will den Farbstoff lösen, aber das Trägermaterial hält den Stoff mehr oder minder fest gut löslich, gut festgehalten Strich ziemlich unten gut löslich, nicht festgehalten Strich oben

9 3.5 Biochemie der Photosynthese Experiment: Engelmann siehe Blatt Experiment: Blackman Lichtintensität / PSR

10 Ergebnis: PR/Lichtintensität proportional, aber Maximum (ca Lux) Temperatur / PSR Photosynthese besteht aus zwei hintereinander verlaufenden Teilschritten: 1. Lichtabhängige Lichtreaktion (mit Maximum) 2. Lichtunabhängige Dunkelreaktion (mit Maximum)

11 1. Wasserspaltung 2. Aufladen von ATP 3. bereitstellen von energiereichem Wasserstoff 1. Einbau von O 2 2. Bildung von C 6 H 12 O 6 3. Abgabe von Wasser Brutto-Reaktions-Symbol lichtabhängige Reaktion in Chloroplastentylakoiden lichtunabhängige Reaktion im Chloroplastenstroma 4 Zellatmung - Energiegewinn durch Abbau von Glucose Fast alle Organismen! Ort: Mitochondrien ( Zellorganell ) 4.1 Black-Box-Schema

12 C 6 H 12 O O 2 6 H 2 O + 6 CO 2 H: KJ/mol