Die roten Fäden durch die Biologie

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1 Information Die roten Fäden durch die Biologie Grundwissen des PPG-Hersbruck: Klasse Information Version Information Information Information Oberfläche Oberfläche (Geschichte des Lebens) Entwicklung von den ersten einzelligen Lebewesen vor knapp 4 Milliarden Jahren bis zur Vielfalt der heute lebenden Arten. Art Alle Lebewesen, die sich miteinander fortpflanzen und dabei fruchtbare Nachkommen hervorbringen, gehören zu einer Art. Systematische Begriffe Verwandtschaftsgrad nimmt mit abgestufter Ähnlichkeit zu: Klasse Ordnung Familie Art Beispiel: Säugetiere Raubtiere Katzen Löwe Es gibt verschiedene Formen von, die sich ineinander umwandeln lassen. z.b.: in Nährstoffen Bewegungsenergie, Wärme Lageenergie des Wassers elektrische

2 Teilchenmodell Alle Stoffe bestehen aus kleinen Teilchen, die sich in Größe und Masse unterscheiden. Teilchen ist ein Sammelbegriff für Atome, Moleküle,.... Zwischen den Teilchen ist nichts. Die drei Aggregatzustände: fest flüssig gasförmig (Beispiel Wasser : Eis flüssiges Wasser Wasserdampf ) Stoffebene Wärme Teilchenebene Jeder Körper besitzt eine Masse (Einheit: [g], [kg]) ein Volumen (Einheit: [cm 3 ], [l]) Reinstoffe erkennt man an ihren Eigenschaften (z.b. Siedetemperatur, Löslichkeit,...). bestehen aus untereinander gleichen Teilchen. Stoffgemische bestehen aus unterschiedlichen Reinstoffen (Beispiel: Zuckerwasser ist ein Gemisch aus dem Reinstoff Zucker und dem Reinstoff Wasser) und damit aus verschiedenen Teilchen. lassen sich aufgrund der unterschiedlichen Eigenschaften der Reinstoffe wieder voneinander trennen (Beispiel: Filtration, Salzgewinnung durch Abdampfen). Luft ist ein Gasgemisch und besteht aus Stickstoff, Sauerstoff, Kohlenstoffdioxid und Edelgasen Gasnachweise Glimmspanprobe: Glimmender Holzspan + Sauerstoff Holzspan entzündet sich Kalkwasserprobe: klares Kalkwasser + Kohlenstoffdioxid milchige Trübung GW Bio 5-6 PPG-Hersbruck 2

3 Information Information ist immer an einen Informationsträger (z.b. elektrisches Signal, Hormon) gebunden. Nervensystem Gehirn + Rückenmark + Nervenfasern Vom Reiz zur Reaktion Fang! Schallwellen als Reiz Reaktion Umwandlung in elektrische Signale Sinneszelle im Sinnesorgan Ohr Muskel elektrische Weiterleitung Sinnesnerv elektrische Weiterleitung Bewegungsnerv Verarbeitung im Gehirn Nahrungsbestandteile Nahrung Nährstoffe weitere Nahrungsbestandteile Kohlenhydrate z.b. Stärke, Traubenzucker Fette Eiweiß/Proteine Ballaststoffe Vitamine Mineralsalze Wasser Nährstoffnachweise: Stoffe zeigen typische Reaktionen Stärke: Iod (braun) + Stärke Blaufärbung Eiweiß: Hitze oder Säurezugabe Gerinnung Fett: Fettfleckprobe Verdauung Zerlegung der Nährstoffteilchen in kleinere Bestandteile, um die Aufnahme ins Blut zu ermöglichen. Aufnahme von Stoffen z.b. von Nährstoffen Umwandlung von Stoffen zum Aufbau und für die versorgung des Körpers und Ausscheidung von Abfallstoffen Fotosynthese ( Chloroplasten) Wasser + Kohlenstoffdioxid Sauerstoff + Traubenzucker Zellatmung Traubenzucker + Sauerstoff Lichtenergie Kohlenstoffdioxid + Wasser Wärme, Bewegungsenergie GW Bio 5-6 PPG-Hersbruck 3

4 Struktur und Funktion Oberflächenvergrößerung Viele Vorgänge in Natur und Technik werden durch Vergrößerung der Oberfläche verbessert. Beispiele: - Darmzotten: Aufnahme der Nährstoffteilchen ins Blut - nbläschen: Gasaustausch Gegenspieler-Prinzip: Beispiel: - Muskel: Beuger-Strecker Ungeschlechtliche Ein Lebewesen erzeugt Nachkommen, die untereinander identisch sind (z.b. Kartoffelknolle). Geschlechtliche Zwei Lebewesen erzeugen Nachkommen, die untereinander etwas verschieden sind. Geschlechtszellen (=Keimzellen): Eizelle: unbewegliche, weibl. Geschlechtszelle Spermium: bewegliche, männl. Geschlechtszelle Pollen: unbewegliche, männl. Geschlechtszelle Begattung Übertragung der Spermien in den weiblichen Körper Befruchtung Verschmelzung des Kerns des Spermiums / des Pollens mit dem Kern der Eizelle Embryo Organismus, der sich aus der befruchteten Eizelle entwickelt Larve Jugendform mit besonderen Organen, die dem erwachsenen Tier fehlen Metamorphose Verwandlung der Larve zum erwachsenen Tier, wobei eine Gestaltänderung durch Rückbildung, Umwandlung und Neubildung von Organen erfolgt. Blüte Blüte Staubgefäß Kelchblatt Blütenblatt Staubbeutel mit Pollen Staubfaden Fruchtknoten Stempel Griffel Narbe Samenanlage mit Eizelle Blütenboden Bestäubung Übertragung von Pollen auf die Narbe Samen Embryo im Ruhezustand, der von Vorratsstoffen umgeben ist ( Keimung junge Pflanze) Frucht Die Frucht entsteht nach der Befruchtung meistens aus dem Fruchtknoten und enthält die Samen bis zur Reife. GW Bio 5-6 PPG-Hersbruck 4

5 Kennzeichen des Lebens Bewegung Aufbau aus Zellen Wachstum Information (Aufnahme, Verarbeitung, Weitergabe) Zelle kleinste, lebensfähige Einheit der Lebewesen. pflanzliche Zelle tierische Zelle Vakuole Zellwand Chloroplasten Zellmembran Zellkern mit Erbinfo Zellplasma Menschenkunde: Skelett des Menschen ein Kompromiss aus Stützfunktion, Schutz wichtiger Organe und Beweglichkeit: Schädel und Wirbelsäule Schultergürtel (Schlüsselbein und Schulterblatt) Brustkorb (Brustbein und Rippen) Beckengürtel Armskelett (Oberarm-, Elle/Speiche, Handwurzel-, Mittelhand-, Fingerknochen) Beinskelett (Oberschenkel-, Schien-/Wadenbein, Fußwurzel-, Mittelfuß-, Zehenknochen) Gelenke: bewegliche Verbindungsstellen zwischen Knochen; Muskeln bewegen die Knochen. können sich nur zusammenziehen, aber nicht aktiv dehnen (Gegenspielerprinzip von Beuger und Strecker). GW Bio 5-6 PPG-Hersbruck 5

6 Doppelter geschlossener Blutkreislauf nbläschen nkreislauf Herz Körperkreislauf Kapillaren (Haargefäße): feinste Blutgefäße zwischen Arterien und Venen für den Stoffaustausch Venen: Blutgefäße, die das Blut zum Herzen hintransportieren Arterien (Schlagadern): Blutgefäße, die das Blut vom Herzen wegtransportieren Körperzelle Kennzeichen der 5 Wirbeltierklassen Fische Amphibien Reptilien Körperbedeckung bzw. -temperatur Atmung Haut mit Knochenschuppen Haut mit Schleimschicht; stark durchblutet Haut mit Hornschuppen oder -platten wechselwarm wechselwarm wechselwarm Vögel Federn aus Horn gleichwarm Säugetiere Haare (Fell) aus Horn gleichwarm Larven mit Dottersack (Nährstoffspeicher) meist Eiablage und Larvenentwicklung im Wasser; Metamorphose nährstoffreiche Eier meist mit weicher Schale nährstoffreiche Eier mit harter Kalkschale Weibchen mit Milchdrüsen zum Säugen der Jungen Kiemen Kiemen (Larve); Pflanzenkörper Spross Blüte Blätter Ernährung (Fotosynthese) Stängel / Stamm Transport Wurzel Aufnahme von Wasser und Mineralsalzen Speicherung von Nährstoffen Verankerung im Boden GW Bio 5-6 PPG-Hersbruck 6