Grundlagen der Biologie: Zellen, Gewebe und Stoffwechsel

Zellbiologie und Zellstrukturen

• Zellmembran: Dünne Schicht, die die Zelle von der äußeren Umgebung abgrenzt.
• Zytoplasma: Der gesamte Inhalt der Zelle außerhalb des Zellkerns.
• Zellkern: Struktur, die von einer Doppelmembran begrenzt und von Poren durchzogen ist. Diese ermöglichen den Austausch zwischen Zellkern und Zytoplasma sowie die Speicherung der DNA.

Stoffwechselprozesse

• Katabolismus: Reihe von Reaktionen zur Energiegewinnung für zelluläre Funktionen.
• Anabolismus: Aufbau komplexer Moleküle aus einfacheren Bausteinen.
• Diffusion: Passiver Transport kleiner Moleküle wie Sauerstoff und Kohlendioxid durch die Plasmamembran.

Gewebe und Organe

• Zellspezialisierung: Zellen führen spezifische Aufgaben aus, was zu Veränderungen im Zytoplasma führt.
• Gewebe: Zusammenschluss spezialisierter Zellen mit gleicher Funktion.
• Epithelgewebe: Schützt die Körperoberfläche sowie innere Organe und Hohlräume.
• Stütz- und Bindegewebe: Umgibt Organe, verbindet Muskeln und Sehnen mit Knochen und dient als Fettspeicher.
• Knorpel: Skelettale Stütz- und Schutzfunktion.
• Knochen: Hauptbestandteil des Skeletts, enthält Mineralien wie Kalzium.
• Blut: Transportiert Nährstoffe und Abfallprodukte.

Muskelgewebe

• Glatte Muskulatur: Unwillkürlich gesteuert, findet sich in inneren Organen.
• Quergestreifte Muskulatur: Willkürlich gesteuert, für bewusste Bewegungen zuständig.
• Herzmuskulatur: Quergestreift, aber unwillkürlich gesteuert; ausschließlich im Herzen.

Organe und Organsysteme

Organe sind spezialisierte Körperteile mit einer bestimmten Funktion. Ein System ist eine Reihe von Organen mit gleichem Gewebetyp, während Apparate verschiedene Organe und Gewebe für komplexe Funktionen kombinieren.

Ernährung und Nährstoffe

• Wasser: Häufigste Substanz im Körper.
• Mineralien: Chloride, Carbonate, Phosphate; gelöst im Blut oder fest in Knochen und Zähnen.
• Kohlenhydrate (Glucide): Energielieferanten. Einfache Zucker (süß, wasserlöslich) vs. komplexe Kohlenhydrate (z. B. Stärke, geschmacklos).
• Lipide: Tierische Fette (fest bei Raumtemperatur) und pflanzliche Fette (flüssig bei Raumtemperatur).
• Proteine: Baustoff für den Körper und Energielieferant.
• Vitamine: Regulieren Stoffwechselvorgänge.

Verdauungssystem

• Magen-Darm-Trakt: Etwa 10 Meter langer Muskelschlauch.
• Verdauungsdrüsen: Produzieren Verdauungssäfte.
• Mechanische Verdauung: Zerkleinerung der Nahrung (z. B. Kauen im Mund) ohne chemische Veränderung.
• Chemische Verdauung: Aufspaltung von Nährstoffen in kleine Moleküle zur Aufnahme durch die Darmwand.

Atmung und Gesundheit

• Zellatmung: Findet in den Mitochondrien statt. Sauerstoff wird zur Oxidation von Nährstoffen verbraucht, wobei Energie, Kohlendioxid und Wasser freigesetzt werden.
• Inspiration (Einatmung): Der Brustkorb dehnt sich aus, das Lungenvolumen steigt, Luft strömt ein.
• Exspiration (Ausatmung): Der Brustkorb zieht sich zusammen, Luft wird ausgestoßen.
• Infektionskrankheiten: Viren (z. B. Grippe) verursachen Symptome wie Fieber sowie Muskel- und Knochenschmerzen.
• Sucht: Rauchen führt zu Lungenkrebs sowie Atemwegs- und Herzerkrankungen.
• Ausscheidung: Beseitigung von Stoffwechselabfällen aus dem Körper.