Grundlagen der Zellbiologie, Gewebelehre und Verdauung
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Zellbiologie: Organellen und Bestandteile
- Mitochondrien: Ovale Organellen; sie liefern Energie für die Zelle.
- Endoplasmatisches Retikulum: Miteinander verbundene Membransäcke und Kanäle, in denen Proteine und Lipide synthetisiert werden.
- Vakuolen: Speicherbläschen; enthalten Wasser und gelöste Stoffe.
- Lysosomen: Wandeln komplexe Moleküle in einfache Stoffe um.
- Zytoskelett: Ein Netzwerk aus komplexen Filamenten, das der Zelle Struktur verleiht.
- Zentriolen: Zwei hohlzylindrische Strukturen, deren Wände aus Filamenten gebildet werden.
- Ribosomen: Kleine Partikel, die frei im Zytoplasma vorliegen oder an das endoplasmatische Retikulum gebunden sind; verantwortlich für die Proteinsynthese.
- Golgi-Apparat: Aus Membransäcken bestehendes Organell; verpackt Stoffe, die im Retikulum hergestellt wurden. Hauptfunktion: Sekretion.
Der Zellkern
- Kernhülle: Eine von Kernporen durchbrochene Doppelmembran, die den Stoffaustausch zwischen Zellkern und Zytoplasma reguliert.
- Nukleoplasma: Das Innere des Kerns, bestehend aus einer wässrigen Lösung.
- Chromatin: Lange, fadenförmige Strukturen im Zellkern, die aus Desoxyribonukleinsäure (DNA) und Proteinen bestehen.
- Nukleolen: Kugelförmige Kernkörperchen, in denen die Bausteine der Ribosomen synthetisiert werden.
Zellmembran und Transportmechanismen
- Diffusion: Passiver Durchtrittsmechanismus von Teilchen durch die Plasmamembran.
- Osmose: Diffusion von Wasser (Lösungsmittel) durch eine semipermeable Membran in Richtung der höheren Teilchenkonzentration.
- Aktiver Transport: Transport von Stoffen entgegen dem Konzentrationsgefälle unter Energieaufwand durch eine Membran.
Zellstoffwechsel (Metabolismus)
Die Gesamtheit aller chemischen Reaktionen, die innerhalb einer Zelle ablaufen.
- Katabolismus: Gesamtheit abbauender Reaktionen, deren Ziel es ist, komplexe Moleküle in einfachere zu zerlegen und Energie freizusetzen.
- Anabolismus: Gesamtheit aufbauender Reaktionen mit dem Ziel, komplexe Moleküle aus einfacheren Bausteinen zu synthetisieren.
Gewebetypen des menschlichen Körpers
- Bindegewebe: Füllgewebe des Körpers; bildet tiefere Hautschichten und füllt Zwischenräume zwischen Organen aus.
- Knorpelgewebe: Hauptbestandteil des Skeletts bei Embryonen; findet sich in Knochengelenken und besitzt eine feste Konsistenz.
- Knochengewebe: Fester, wesentlicher Bestandteil des Skeletts bei Erwachsenen.
- Quergestreifte Skelettmuskulatur: Bildet Muskeln, die an Knochen ansetzen und deren willkürliche Bewegung ermöglichen.
- Quergestreifte Herzmuskulatur: Bildet die dicken Wände des Herzens; weist eine unwillkürliche Kontraktion auf.
- Glattes Muskelgewebe: Befindet sich in den Wänden von Magen, Blutgefäßen, Harnblase oder Gebärmutter; kontrahiert unwillkürlich.
Anorganische und organische Stoffe
Anorganische Stoffe
- Wasser: Häufigste Verbindung in Lebewesen; Medium, in dem das Leben entsteht und alle zellulären Prozesse ablaufen.
- Mineralsalze: Verleihen Knochen und Zähnen Festigkeit; liegen zudem gelöst in allen Körperflüssigkeiten vor.
Organische Stoffe
- Kohlenhydrate (Glukide): Einfache Vertreter wie Glukose schmecken süß und sind als Zucker bekannt.
- Lipide (Fette): Lösen sich kaum oder gar nicht in Wasser; pflanzliche Fette sind meist ungesättigt, tierische meist gesättigt.
- Proteine: Beispielsweise Hämoglobin; aufgebaut aus der Verknüpfung von Tausenden einfacher Moleküle (Aminosäuren).
- Vitamine: Organische Substanzen, die in kleinsten Mengen benötigt werden, jedoch für das reibungslose Funktionieren des Organismus unverzichtbar sind.
Physiologie der Verdauung und Absorption
Verdauungsprozesse
- Mechanische Verdauung:
- Zerkleinerung: Erfolgt durch die Zähne im Mundraum.
- Schluckakt (Deglutition): Weiterleitung der Nahrung vom Mund in die Speiseröhre.
- Peristaltische Bewegungen: Durch Kontraktionen der Muskulatur der Verdauungswand hervorgerufen.
- Chemische Verdauung:
- Mund: Beginnt bereits mit dem Speichel, welcher die Spaltung von Kohlenhydraten einleitet.
- Magen: Ort, an dem Nahrung gespeichert und mit Magensaft aus den Magendrüsen durchmischt wird.
- Dünndarm: Ort der Vollendung der Verdauung; Verdauungssäfte fließen in das Duodenum (Zwölffingerdarm), spalten Fette und vollenden den Abbau von Kohlenhydraten.
- Intestinale Resorption: Übertritt der Nährstoffe aus dem Verdauungstrakt in die Blutbahn über die Darmwand.
Funktionen der Nahrungsmittel
- Plastische Funktion (Baustofffunktion): Dient dem Aufbau körpereigener Strukturen und dem Ersatz verlorener Substanzen (überwiegend Proteine).
- Energetische Funktion: Freisetzung von Energie zur Verrichtung von Muskelarbeit und zur Aufrechterhaltung der Körpertemperatur (vor allem Kohlenhydrate).
- Regulierende Funktion: Ermöglicht den reibungslosen, geordneten Ablauf physiologischer Prozesse (Mineralsalze und Vitamine).
- Gentechnisch veränderte (transgene) Lebensmittel: Organismen, denen gezielt genetische Informationen anderer Arten zugeführt wurden, um bestimmte erwünschte Merkmale auszubilden.
Zusammenfassung: Nährstoffe und Verdauung
Anorganische Stoffe im Überblick
- Wasser: Die am reichlichsten vorhandene Verbindung in lebenden Organismen; zelluläres Lebensmedium.
- Mineralsalze: Sorgen für Stabilität in Knochen und Zähnen und sind in sämtlichen Körperflüssigkeiten gelöst.
Organische Stoffe im Überblick
- Kohlenhydrate: Einfache Zucker wie Glukose besitzen einen süßen Geschmack.
- Lipide: Bekannt als Fette; wasserunlöslich; pflanzliche Quellen liefern ungesättigte, tierische Quellen vorwiegend gesättigte Fettsäuren.
- Proteine: Z. B. Hämoglobin; aufgebaut durch die Verkettung Tausender einfacher Moleküle.
- Vitamine: Essenziell benötigte organische Stoffe in kleinsten Dosen.
Stadien der Verdauung und Funktionen
- Mechanische Verdauung: Zerkleinern mit den Zähnen, Schlucken in die Speiseröhre und Weitertransport durch Muskelkontraktionen der Verdauungswände.
- Chemische Verdauung: Beginn im Mund (Speichel für Kohlenhydrate), Fortsetzung im Magen (Durchmischung mit Magensaft) und Abschluss im Dünndarm (Duodenalsäfte zersetzen Fette und vollenden Kohlenhydrate).
- Darmresorption: Transport der Nährstoffe aus dem Darm in den Blutkreislauf.
- Nahrungsfunktionen: Plastisch (Gewebeaufbau durch Proteine), energetisch (Muskelarbeit und Wärmeerhalt durch Kohlenhydrate) sowie regulierend (Prozesssteuerung durch Salze und Vitamine).
- Transgene Lebensmittel: Produkte, bei denen Fremd-DNA eingebracht wurde, um spezifische Merkmale zu replizieren.