Biologische Grundlagen: Zelltypen, Photosynthese und Kreislauf

Zelltypen: Prokaryoten und Eukaryoten

Die grundlegenden Bausteine des Lebens lassen sich in zwei Hauptkategorien unterteilen:

Prokaryoten

• Prokaryoten sind klein und einfach aufgebaut.
• Ihr genetisches Material ist im Zytoplasma verstreut (kein echter Zellkern).

Eukaryoten

• Eukaryoten sind größer und komplexer aufgebaut.
• Ihr genetisches Material befindet sich in einer Struktur namens Zellkern (Nucleus), die durch eine Kernmembran vom Zytoplasma getrennt ist.

Beispiele für Eukaryoten

Eukaryotische Organismen umfassen:

• Tierische Zellen: Protozoen und Tiere.
• Pflanzliche Zellen: Algen und Pflanzen.

Photosynthese: Definition und Prozess

Die Photosynthese ist der lebenswichtige Prozess, durch den Organismen (wie Pflanzen und Algen) mithilfe von Sonnenlicht energiereiche organische Moleküle wie Glukose aus energiearmen anorganischen Stoffen synthetisieren können.

Sie findet in den Chloroplasten statt, hauptsächlich in Blättern und grünen Stielen.

Chemische Formel der Photosynthese

Die vereinfachte Formel lautet:

6 H₂O + 6 CO₂ + Lichtenergie → C₆H₁₂O₆ (Glukose) + 6 O₂

Zellatmung und Katabolismus

Sobald Sauerstoff und andere Nährstoffe in die Zellen gelangen, erfolgt der Katabolismus (der Abbau von Molekülen).

Die Zellatmung

Die wichtigste katabole Reaktion ist die Zellatmung, die im Wesentlichen den Abbau organischer Moleküle beinhaltet.

• Aerobe Zellatmung: Hierfür ist Sauerstoff zwingend notwendig.
• Energiegewinnung: Die in den Bindungen der organischen Moleküle gespeicherte Energie wird in energiereiche Moleküle, das sogenannte ATP (Adenosintriphosphat), umgewandelt.
• Ort: Dieser Prozess findet in den Mitochondrien statt.

Das Herz-Kreislauf-System

Das Herz-Kreislauf-System gliedert sich in den Blutkreislauf und das Lymphsystem (wo die Lymphe zirkuliert).

Bestandteile des Kreislaufs

Das System besteht aus dem Herzen und den Blutgefäßen:

• Arterien: Transportieren Blut vom Herzen weg zu den Organen.
• Venen: Transportieren Blut zum Herzen zurück.
• Kapillaren: Ermöglichen den Austausch von Stoffen mit den Zellen.

Arten von Kreisläufen

Kreisläufe können geschlossen oder offen sein. Bei einem offenen Kreislauf verlässt das Blut die Gefäße.

Geschlossener Kreislauf: Einfach vs. Doppelt

Einfacher Kreislauf

Das Blut passiert das Herz nur einmal pro Umlauf. Es geht zu den Kiemen zur Oxygenierung, dann zum Gewebe und kehrt zum Herzen zurück (z. B. Fische).

Doppelter Kreislauf

Das Blut gelangt zweimal durch das Herz:

1. Kleiner (Lungen-) Kreislauf: Das Blut geht vom Herzen zur Lunge, um Sauerstoff aufzunehmen, und kehrt zum Herzen zurück.
2. Großer (Körper-) Kreislauf: Das Blut geht vom Herzen in den gesamten Körper.

Doppelter Kreislauf: Unvollständig vs. Vollständig

• Unvollständiger Doppelter Kreislauf: Arterielles und venöses Blut vermischen sich im Herzen (z. B. Amphibien, die meisten Reptilien).
• Vollständiger Doppelter Kreislauf: Arterielles und venöses Blut vermischen sich im Herzen nicht (z. B. Vögel, Säugetiere).