Ökologie/stoffwechsel
Ökologie
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
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
Arbeitsmethoden
Bestandsaufnahmen: Freilandbeobachtungen, Laboruntersuchungen
Statistische Auswertungen / Berechnung usw.
Verknüpfen von Ergebnissen ® Theorien, Modelle, Simulationen
„Umweltschutz“
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.
„Leben“ ?
Wachstum
Fortpflanzung
Nahrungsaufnahme
Reizbarkeit
Alterung
Sterben
Bewegung
Weitergabe von Informationen
Stoffwechsel
„Stoffwechsel:“
Atmung = „Stoffverbrennung“ / Oxidation
Energie Gewinn
Umwandlung von Stoffen
Alle „Lebendvorgänge“ erfordern Stoffe und Energie.
Schemata
Pflanze / Stoffe / Energie
Sonnenlicht
Photosynthese
(„Assimilation“)
Nährstoffe
(Kohlenhydrate, Fett, Eiweiß)
Atmung
(„Dissimilation“)
H2O, CO2, O2, ATP
Mineralien, ADP + P
Gra.3.1
Tier / Stoffe / Energie
Gra.
3.2
Lebewesen / Energie in Zellen : Zellatmung
Nährstoffe z.B. 1 Glucose + O2 ¾® CO2 + H2O DH: -
100 EE
25 4 EE
ADP + P ¾¾¾® ATP DH +
DH: - Adenosintriphosphat
„Lebensvorgänge“
3 ATP (12 EE)
z.B. Asr1 + Asr2 ¾® Asr1¾Asr2 DH: +
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
Photosynthese
Blattbau + „Zahlen“
Experimente mit „Wasserpest“
a) „normal“
b) unterschiedliche Lichtintensität
c) unterschiedlicher CO2-Gehalt
viel
mittel
wenig/kein
ohne „Sprudel“
mit „Sprudel“
d) Nachweis O2
e) Temperatur
f) Lichtqualität
kalt (wenig)
warm (mehr)
rot
blau
grün
nur bis Grenzwert dann wieder rückläufig
gut
sehr gut
wenig
Mikroskopie des „Photosyntheseorgans“ : Blatt
Buchenplatt, quer
Sonnenblatt
dicker und kleiner (klein, da sonst zu großer Wasserverlust)
Schattenblatt
dünner und größer (dünner, daß auch weniges Licht durch das
ganze Blatt dringen kann)
Wasserpestblatt
Lebendig
Þ Zellplasma fließt
Untersuchung von Blattfarbstoffen
Farbstoffextraktion mit Aceton
Blattmaterial
+ Seesand
+ Aceton
Farbstoffextrakt
Trennen durch Chromatographie
nachher:
„Platte“ SiO2
Carotine
Chlorophyll A
Chlorophyll B
Anthocyane
vorher:
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
Biochemie der Photosynthese
Experiment: Engelmann
siehe Blatt
Experiment: Blackman
Lichtintensität / PSR
Ergebnis: PR/Lichtintensität proportional,
aber Maximum (ca. 104 Lux)
Temperatur / PSR
Photosynthese besteht aus zwei hintereinander verlaufenden Teilschritten:
1. Lichtabhängige „Lichtreaktion“ (mit Maximum)
2. Lichtunabhängige „Dunkelreaktion“ (mit Maximum)
Wasserspaltung
Aufladen von ATP
bereitstellen von energiereichem Wasserstoff
Einbau von O2
Bildung von C6H12O6
Abgabe von Wasser
„Brutto-Reaktions-Symbol“
lichtabhängige Reaktion
in Chloroplastentylakoiden
lichtunabhängige Reaktion
im Chloroplastenstroma
Zellatmung - Energiegewinn durch Abbau von Glucose
Fast alle Organismen !
Ort: Mitochondrien („Zellorganell“)
Black-Box-Schema
C6H12O6 + 6 O2 ¾® 6 H2O + 6 CO2 DH: -2827 KJ/mol
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