Ernährung, Biologie und Zellen: Grundlagen einfach erklärt

Ernährung und Lebensfunktionen

Die Ernährung ist die Funktion, mit der Lebewesen die Lebensbedingungen nutzen und Nährstoffe aufnehmen. Alle Lebewesen benötigen Nahrung, um Energie zu gewinnen und ihre Körperfunktionen aufrechtzuerhalten.

Die Relation beschreibt die Funktion, mit der alle lebenden Systeme auf Reize aus ihrer Umwelt reagieren.

Die Reproduktion ist die Funktion, durch die Lebewesen neue Lebewesen derselben Art produzieren können.

Biogene Elemente und Biomoleküle

Die Nährstoffe sind chemische Elemente und Verbindungen, die Teil der Lebewesen sind. Man unterscheidet:

• Bioelemente fundamentale: Kohlenstoff, Wasserstoff, Sauerstoff, Stickstoff
• Bioelemente sekundäre: Calcium, Magnesium, Schwefel, Phosphor
• Oligoelemente: Eisen, Zink, Kupfer, Jod (in sehr geringen Mengen)

Die Biomoleküle sind Moleküle, die Teil der Lebewesen sind. Sie werden unterteilt in:

• Organische Moleküle: große Moleküle, die Kohlenstoffatome enthalten (z. B. Kohlenhydrate, Proteine, Lipide, Nukleinsäuren)
• Anorganische Moleküle: kleine Moleküle ohne Kohlenstoff (z. B. Wasser, Salze)

Prokaryoten und Eukaryoten

Prokaryoten

• Entstanden vor ca. 3.500 Millionen Jahren; sie sind die ältesten und einfachsten Zellen.
• Typische Vertreter sind Bakterien.
• Sie besitzen keinen echten Zellkern. Die DNA liegt als ringförmiges Chromosom ohne Zellkernhülle im Zytoplasma vor.
• Sie besitzen keine membranumhüllten Organellen.

Eukaryoten

• Entstanden vor ca. 2.000 Millionen Jahren; sie sind komplexer aufgebaut.
• Zu den Eukaryoten gehören Tiere, Pflanzen, Pilze und Protisten.
• Sie besitzen einen echten Zellkern, in dem die DNA in mehreren linearen Chromosomen organisiert ist.
• Sie besitzen membranumhüllte Organellen wie Mitochondrien und das endoplasmatische Retikulum.

Unterschiede zwischen Tier- und Pflanzenzellen

• Tierzellen: Haben keine Zellwand und keine Chloroplasten; besitzen Zentriolen und viele kleine Vakuolen.
• Pflanzenzellen: Haben eine Zellwand und Chloroplasten, die die Photosynthese durchführen; besitzen keine Zentriolen und haben eine bis wenige große Vakuolen.

Ernährungsformen

Autotrophe Organismen nehmen Kohlendioxid aus der Luft, Wasser und Mineralsalze auf und wandeln sie mithilfe von Licht in Glucose und Sauerstoff um. Dieser Prozess heißt Photosynthese. Typische Beispiele sind Pflanzen, Algen und einige Bakterien.

Heterotrophe Organismen nehmen organische Nährstoffe aus ihrer Umgebung auf, z. B. Glucose, und oxidieren sie, wobei Kohlendioxid und Wasser entstehen. Typische Beispiele sind Tiere, Pilze und die meisten Bakterien.

Fortpflanzung der Bakterien

Bakterien vermehren sich durch Zweiteilung in mehreren Schritten:

1. Die DNA wird kopiert, sodass zwei identische Kopien entstehen.
2. Jede DNA-Kopie wandert zu einem der beiden Pole der Zelle.
3. Die Zelle streckt sich und teilt sich schließlich in zwei identische Tochterzellen.

Mitose und Zytokinese

Bei der Mitose wird der Zellkern in zwei identische Zellkerne geteilt. Dabei lösen sich Kernhülle und Zellkern auf.

Die Zytokinese ist die Teilung des Zytoplasmas, durch die sich die Mutterzelle in zwei Tochterzellen aufteilt.