Die Grundlagen des Lebens: Vitalfunktionen und Zellbiologie

Die Vitalfunktionen von Lebewesen

Lebewesen zeichnen sich durch bestimmte Vitalfunktionen aus: Wir nehmen Nahrung auf, atmen, geben Abfallprodukte ab, nehmen Veränderungen in der Umgebung wahr und reagieren darauf, wachsen und pflanzen uns fort.

Lebensmittel und Ernährung

Durch die Ernährung nehmen wir Stoffe aus der Umwelt auf, die in unsere Zellen gelangen. Dort werden sie durch chemische Reaktionen in Energie und Materie umgewandelt.

Atmung

Durch die Atmung gewinnen wir die in der Nahrung enthaltene Energie.

Ausscheidung von Abfallprodukten

Als Folge der Atmung und der Lebensmittelverarbeitung entstehen Stoffe, die bei Ansammlung toxisch wirken. Die Ausscheidung ist der Prozess, durch den diese Abfallprodukte (hauptsächlich Kohlendioxid, Wasser und Ammoniak) an die Umgebung abgegeben werden.

Reaktion auf Umweltveränderungen

Wir interagieren mit unserer Umwelt, indem wir Reize wahrnehmen und entsprechende Reaktionen entwickeln.

Wachstum

Wachstum äußert sich als Zunahme der Größe, der Zellzahl oder beider Faktoren während unseres Lebens.

Fortpflanzung

Wir produzieren Nachkommen, die uns identisch oder ähnlich sind.

Zusammensetzung von Lebewesen

Alle Lebewesen bestehen aus Zellen und den gleichen chemischen Grundbausteinen, den sogenannten Bioelementen.

Anorganische Stoffe

• Wasser: Die am häufigsten vorkommende Substanz in lebenden Zellen. Es ist die Hauptkomponente für chemische Reaktionen und dient als Transportmittel.
• Mineralsalze: Sie erfüllen verschiedene Rollen, wie die Übertragung von Nervenimpulsen und die Muskelkontraktion.

Organische Biomoleküle

• Kohlenhydrate: Moleküle aus Monosacchariden (z. B. Glukose). Die Verbindung mehrerer Monosaccharide bildet Polysaccharide wie Stärke oder Cellulose.
• Lipide: Dazu gehören Fette (Energiereserven) und Cholesterin.
• Proteine: Makromoleküle aus Aminosäuren. Sie erfüllen vielfältige Funktionen: strukturell (Kollagen), Transport (Hämoglobin), Abwehr (Antikörper) und als Enzyme für chemische Reaktionen.
• Nukleinsäuren: Es gibt zwei Arten: DNA (Speicherung und Übermittlung von Informationen für Entwicklung und Funktion) und RNA (Unterstützung bei der Proteinsynthese).

Die Zelltheorie

1. Die Zelle ist die strukturelle Einheit des Lebendigen.
2. Die Zelle ist die funktionelle Einheit von Lebewesen.
3. Jede Zelle entsteht durch Teilung aus einer bereits vorhandenen Zelle.