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Nachdem Wasser und Mineralsalze durch die Wurzelhaare in die Pflanze aufgenommen wurden, müssen sie nun durch den Pflanzenkörper zu den assimilierenden Organen geleitet werden. Diese Leitung erfolgt meist entgegengesetzt der Schwerkraft und beruht auf den Prinzipien der Kohäsion und Adhäsion. Spezialisierte Leitungsgewebe sorgen für einen verlustarmen Weitertransport der Stoffe. Je nach Gestalt und Anpassung der Pflanze können sie unterschiedlich gestaltet sein.

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Multiple-Choice-Test zum Thema "Stoffwechsel und Energieumsatz".

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WISSENSTEST

Wurzeln sind neben Spross, Laubblatt und Blüte Organe von Pflanzen, die sich vor allem in Bodenschichten befinden. Ihre Aufgaben sind die Verankerung der Pflanze im Boden sowie die Aufnahme und Weiterleitung von Wasser und Mineralsalzionen aus dem Boden ins Innere der Pflanze. Als Aufnahmegewebe dienen zahlreiche Wurzelhaare, welche unmittelbar hinter der Wurzelspitze gebildet werden. Beim Auskeimen eines Samens entwickelt sich noch vor der Sprossachse die Keimwurzel, um Standpunkt und erste Nahrungsaufnahme der Pflanze zu sichern. Je nach Wachstum einzelner Wurzeln und Wurzelabschnitte kann man verschiedene Wurzelsysteme unterscheiden (Bewurzelungsformen). Sie entstehen in Angepasstheit an Boden- und Standortbedingungen und besitzen eine unterschiedliche Standfestigkeit.
Der innere Bau einer Wurzel gestaltet sich mehrschichtig: Äußerlich begrenzt durch eine einschichtige Rhizodermis und später mehrschichtige Exodermis erstreckt sich bis zum mittleren Zentralzylinder das Rindenparenchym. Die Endodermis trennt Zentralzylinder und Rindenparenchym voneinander ab. Die äußerste Schicht des Zentralzylinders- das Perizykel- besteht aus teilungsfähigen Zellen und ist für das (sekundäre) Dickenwachstum einer Wurzel verantwortlich. Im Zentralzylinder liegen ring- bzw. strahlenförmig angeordnet die zum Leitgewebe gehörenden Elemente Xylem und Phloem.
Manche Wurzeln einiger Pflanzen können zu Speicherorganen umgebildet sein.

Zellen nehmen zu ihrer Energieversorgung Glucose (Traubenzucker) auf, welche im Cytoplasma und in den Mitochondrien von Eukaryoten (Lebewesen, deren Zellen einen Zellkern besitzen) vollständig zu Kohlenstoffdioxid und Wasser abgebaut wird. Am Ende des Abbauweges gewinnt die Zelle mit Hilfe der frei werdenden Energie die energiereiche Verbindung ATP, die für viele Stoffwechselvorgänge als universelle Energiequelle für den Organismus erforderlich ist. Zur Zellatmung zählen die Prozesse der Glykolyse, des Citratzyklus und der Atmungskette.

Der Hörsinn (Schallsinn) ist ein Fernsinn und dient der Kommunikation, der Orientierung und der Wahrnehmung von Gefahren. Hören basiert auf der Registrierung von Schallwellen. Mithilfe akustischer Sinnesorgane erhalten Lebewesen Informationen über sämtliche Vorgänge, die einen Schall erzeugen. Vor allem Tiere, die selbst Schall erzeugen können, haben auch entsprechende Sinnesorgane. Bei Insekten unterscheiden sie sich in ihrem Aufbau und ihrer Lage deutlich. Bei den Wirbeltieren sind die akustischen Sinnesorgane einheitlicher gebaut.

Menschen nehmen sehr häufig Alkohol mit der Nahrung zu sich. Er ist natürlicherweise u.a. in vergorenen Früchten und Getreide (Brot) enthalten, heutzutage enthalten viele Süßspeisen, Getränke oder Fertiggerichte Alkohol. Alkohol (Ethanol) stellt für den Körper ein Gift dar (es zerstört u.a. Nervenzellen irreparabel), das mit Priorität aus dem Körper entfernt wird. Sehr geringe Mengen werden mit der Atemluft abgegeben, über die Haut ausgeschwitzt oder mit dem Urin ausgeschieden. Die restlichen über 90 % des vom Körper aufgenommenen Alkohols werden in der Leber durch Oxidation abgebaut und dann ebenfalls über Lunge bzw. Niere ausgeschieden.
Der Alkoholabbau in der Leber erfolgt in drei Schritten:
Zunächst wird mihilfe des Enzyms Alkoholdehydrogenase (ADH) Ethanol zu Ethanal (Acetaldehyd) abgebaut. Dieses noch stärkere Zellgift, das beim Abbau von Alkohol im Alkoholstoffwechsel als erstes Zwischenprodukt entsteht, wird durch das Enzym Aldehyddehydrogenase weiter zu Acetat (Essigsäure) und dieses anschließend im Citratzyklus in Kohlenstoffdioxid und Wasser umgewandelt.
Manche Menschen haben genetisch bedingt eine hohe Aktivität des Enzyms Alkoholdehydrogenase (ADH), wodurch aus Ethanol sehr schnell eine hohe Menge des giftigen Ethanals entsteht. Andere haben ein genetisch bedingtes Defizit des Enzyms Aldehyddehydrogenase (ALDH), wodurch Ethanal nicht genügend entgiftet werden kann. In beiden Fällen des genetisch veränderten Alkoholstoffwechsels steigt die Alkoholempfindlichkeit, d.h. die Menschen sind bei Alkoholaufnahme stärker gefährdet.
80% der asiatischen Einwohner haben genetisch bedingt die zweitgenannte Form der Alkoholempfindlichkeit. Die Folgen für den Organismus bei Alkoholaufnahme dieser Menschen sind oft gravierend.

Zu den legalen Drogen gehören beispielsweise Alkohol, Nikotin und Medikamente. Sie sind in Deutschland nicht verboten. Alkohol und Nikotin werden als Genussmittel, Medikamente als Arzneimittel angeboten. Bei Missbrauch zeigen diese „Alltagsdrogen“ ihre zerstörerische Wirkung an Körper und Leben des „Süchtigen“,ebenso wie die illegalen Drogen. Leider wird diese Tatsache von der Gesellschaft und in der Politik nach wie vor unterschätzt.

Den Alkoholgehalt im Blut kann man mithilfe einer einfachen Formel berechnen, mit elektronischen Messgeräten (z. B. Alkomat) feststellen oder im Labor durch eine Blutuntersuchung nachweisen.

Es gibt wohl kaum einen Menschen, der nicht schon einmal vor irgendetwas Angst gezeigt hat. Angst kann vielfältig auftreten: Angst vor Prüfungen, Angst vor Krankheit, Angst vor Gewitter, Angst vor Einsamkeit, Angst vor Versagen, Angst vor Zuspätkommen sind nur einige Beispiele aus dem breiten Erscheinungsbild menschlicher Ängste.
Beim Erleben von Angst handelt es sich um einen emotionalen Zustand des Organismus, der ursprünglich eine warnende und Aktivitäten auslösende Funktion inne hat. Gerade bei Tieren dient „Angst“ durch die sofortige Aktivierung der Fluchtbereitschaft dem Ausweichen einer Bedrohung. Beim Menschen können vor allem neue, unübersehbare Situationen und daraus resultierende Unsicherheiten bei der Verhaltensanpassung zur Auslösung ängstlicher Emotionen führen. Geht die Angst nach Beendigung der Situation nicht zurück, spricht man von Phobien oder Traumata. Die Überwindung solcher Angstzustände wird u.a. durch das längerfristige Trainieren von Verhaltensstrategien erreicht, die auf Erfahrungen mit ähnlichen Situationen aufbauen. Aber auch gute Kenntnisse über die eigene Person und die sich verändernden Umweltbedingungen und Anforderungen (Aufklärung) können die Angst minimieren.

Das nahezu kugelförmige Auge besteht aus drei Schichten (Lederhaut mit Hornhaut, Aderhaut mit Ziliarkörper und Regenbogenhaut, Netzhaut mit Pigmentschicht), der Linse und dem Glaskörper. Hilfseinrichtungen sind die Augenmuskeln.

Schutzeinrichtungen sind Tränendrüsen, Augenlider, Wimpern, Augenbrauen und Knochen von Schädel und Augenhöhlen.

Alle Teile des Auges führen entsprechend ihres Baus bestimmte Funktionen aus.

Die äußere Haut des Körpers besteht aus drei Schichten: (von außen nach innen)

• Oberhaut (Schutz, Bildung neuer Zellen),
• Lederhaut (Ausscheidungs- und Sinnesfunktion) und
• Unterhaut (Wärmeisolierung, Schutz, Energiespeicher).

In die Haut sind Schweiß- und Talgdrüsen eingelagert.

Jedes Mikrolebewesen, das bei anderen Lebewesen (Mensch, Tier, Pflanze) Krankheit und Tod verursacht, ist als Basis für die Produktion von biologischen Waffen bestens geeignet. Aber auch Giftstoffe, die von Pflanzen und Tieren zum Schutz ihrer eigenen Art produziert werden, können als biologische Waffen eingesetzt werden. Dazu gehören beispielsweise Pilzgifte, Schlangengifte oder das Lähmungsgift Curare. Diese Gifte kann man auf unterschiedliche Art und Weise gegen einen potenziellen Gegner einsetzen:

• durch Versprühen eines feinen Nebels, den Menschen dann einatmen,
• durch Vergiften des Trinkwassers,
• durch Vergiften der Nahrung oder
• durch Hautkontakt.

In der Haut des Menschen befinden sich etwa 640 000 Tastpunkte. Die Anzahl der Tastkörperchen ist besonders groß an den Fingerspitzen, der Fußsohle, den Lippen und in der Handfläche.
Mithilfe der Tastkörperchen kann man ertasten, ob ein Gegenstand glatt, rau, spitz, stumpf, eckig oder rund ist. Das ist besonders für blinde Menschen von Bedeutung. Denn mit dem Tastsinn können sie sich in ihrer Umgebung besser zurechtfinden. Sie ertasten ihre Umgebung mit den Fingern und können sogar „ohne Augen lesen“. Das ist durch die Blindenschrift möglich geworden.

Carnivoren sind Pflanzen, die an stickstoffarmen Standorten wie beispielsweise Mooren wachsen. Sie gleichen den Stickstoffmangel aus, indem sie tierisches Eiweiß in Form von Insekten zusätzlich verdauen. Dazu haben sie spezielle Fangmethoden entwickelt. Ihre Blätter sind zu Klappfallen, Klebfallen, Saugfallen oder Gleitfallen umgewandelt.

Eine Eigenschaft von Schallwellen besteht darin, dass sie an Flächen reflektiert werden. Das gilt sowohl für Schall im hörbaren Bereich als auch für Ultraschall. Diese Eigenschaft des Schalls wird in der Technik genutzt, um die Tiefe von Gewässern zu messen oder um Fischschwärme zu orten. Das dabei angewandte Verfahren wird als Echolot bezeichnet.

In der Natur kann man Echos vor allem in den Bergen wahrnehmen. Der Effekt tritt auch unter Brücken oder in großen Räumen auf und wird dann mitunter Nachhall genannt.

Manche Tiere, z.B. Fledermäuse, nutzen das Echo zur Orientierung.

Bei Algen- und Pflanzenzellen sind Membranpotenziale an Zell- und Organellengrenzen zu messen.
Riesenzellen, wie sie bei Algen (z. B. Nitella, Chara, Acetabularia) vorkommen und auffällig reagierende Pflanzen (Mimose) werden bevorzugt für elektrophysiologische Untersuchungen verwendet.

Bei Tieren haben sich für Erregung und Erregungsleitung spezielle Zell- und Gewebetypen entwickelt:
Sinneszellen (Rezeptorzellen) sind spezialisierte Nervenzellen bzw. Nervenzellanteile für die Reizaufnahme.
Primäre Sinneszellen sind Reiz aufnehmende Zellen, deren Zellkörper unmittelbar in den erregungsleitenden Neuriten übergeht. Sie kommen vor allem in den Sinnesorganen wirbelloser Tiere vor.
Sekundäre Sinneszellen sind modifizierte Epithelzellen, die von Endigungen sensibler Neurite umschlossen werden. Dieser Sinneszelltyp wurde bisher nur bei Wirbeltieren nachgewiesen.
Freie Nervenendigungen werden durch feinste Verzweigungen der sensiblen Neurite gebildet. Sie sind vor allem bei Wirbeltieren als Rezeptoren des Tast- und Temperatursinnes verbreitet.

Um die Information zwischen den erregbaren Strukturen zu sichern, müssen die Aktionspotenziale (AP) fortgeleitet werden. Voraussetzung dafür ist die Eigenschaft der Axonmembran, Spannungsänderungen an einer Stelle der Membran als Auslöser für die Spannungsänderung an der benachbarten Stelle der Membran zu nutzen. Diese Art der Erregungsleitung ist für marklose Neuriten (Axone) typisch. Sie wird als kontinuierliche Erregungsleitung bezeichnet.

Bei Isolierung des Neuriten durch die Markscheide (markhaltige Neurite) können die AP nur an den ranvierschen Schnürringen entstehen, da sich nur dort die spannungsabhängigen Ionenkanäle befinden und Kontakt zwischen Außenmedium und Zellinnerem besteht. Das AP „springt“ also von Schnürring zu Schnürring. Diese Art der Erregungsleitung wird deshalb auch als saltatorischen Erregungsleitung bezeichnet.

Alle lebenden Zellen bilden an der Zellmembran chemische und elektrische Gradienten aus.
Die chemischen und elektrischen Gradienten sind die Grundlage für die Ruhe-, Aktions-, Rezeptor- und Synapsenpotenziale.
Die Änderungen der Potenziale sind Voraussetzung für Erregung und Erregungsleitung.
Die Membranstruktur sowie passive und aktive Transportvorgänge bedingen die verschiedenen Biopotenziale.
Im Tierreich haben sich spezialisierte Zellen (Sinnes-, Nerven- und Muskelzellen) für Reizaufnahme und Erregungsauslösung, die Erregungsleitung und Reaktion entwickelt.
Synapsen sind entscheidende Schaltstellen zwischen den Nervenzellen und zwischen Nerven- und Muskelzellen. Sie koordinieren die Vielzahl der eintreffenden Erregungen durch Bahnung (Förderung) oder/und Hemmung.

* 09.09.1737 Bologna
† 04.12.1798 Bologna

Er war Professor für Anatomie und Geburtshilfe in Bologna und entdeckte 1780 bei Untersuchungen über tierische Elektrizität die Grundlagen für die Schaffung neuartiger Stromquellen (galvanische Elemente, Batterien).

Man unterscheidet feste von beweglichen Knochenverbindungen. Feste Knochenverbindungen bezeichnet man als Haften. Die beweglichen Verbindungen zwischen zwei Knochen bezeichnet man dagegen als Gelenk. Der Grundaufbau der Gelenke ist gleich. Sie bestehen aus Gelenkkapsel, Gelenkfläche, Gelenkpfanne, Gelenkkopf, Gelenkknorpel und der Gelenkflüssigkeit (Gelenkschmiere).
Nach der Form der Gelenkfläche unterscheidet man:

Die Gelenkform bestimmt die Bewegungsrichtung der Knochen. Verstauchungen und Verrenkungen sind die häufigsten Gelenkverletzungen.

Mit dem Geruchssinn werden gasförmige Substanzen wahrgenommen. Der Geruchssinn ist ein chemisches Sinnesorgan.

Die Geruchssinneszellen liegen in der Riechschleimhaut der Nasenhöhlen.

Die Geschmackssinneszellen befinden sich in den an der Zungenoberfläche liegenden Geschmacksknospen. Die Geschmacksempfindungen konzentrieren sich an unterschiedlichen Abschnitten der Zunge. Wie der Geruchssinn ist auch der Geschmackssinn ein chemisches Sinnesorgan.

Der Gleichgewichtssinn (auch statischer Sinn oder Schweresinn) ist ein mechanischer Sinn zur Wahrnehmung der Lage des Körpers bzw. einzelner Körperteile im Raum. Dabei dient die Konstanz der Schwerkraft (immer zum Erdmittelpunkt gerichtet) als Richtgröße. Gleichgewichtsorgane sind bei den meisten Tieren und Menschen vorhanden. Sie gehören zu den Sinnesorganen.

Hanf ist eine Pflanze der gemäßigten Breiten, die von der Donau bis nach Nordchina wild vorkommt. Sie wurde schon im 3. Jahrtausend v. Chr. in China zur Fasergewinnung kultiviert. Spätestens im 9. Jh. v. Chr. wurde in Indien entdeckt, dass die Pflanze auch psychoaktive Inhaltsstoffe enthält. Der Hanf gelangte über die skythisch-keltischen Handelsbeziehungen nach Westeuropa, wo er wegen seiner zähen, strapazierfähigen Fasern angebaut wurde. Nach dem Zweiten Weltkrieg ersetzten aber mehr und mehr billige Synthesefasern den teureren Hanf. Wegen seiner theoretisch möglichen Verwendung als Haschischlieferant wurde der Hanfanbau in der Bundesrepublik 1981 verboten. Dieses Verbot wurde 1996 wieder aufgehoben, und für den Hanf scheint eine Renaissance als Biorohstoff angebrochen zu sein.

* 31.08.1821 Potsdam
† 08.09.1894 Berlin-Charlottenburg

Er war ein bedeutender Physiologe und Physiker, schuf eine umfassende Formulierung des Energieerhaltungssatzes, erfand den Augenspiegel zur Untersuchung des Augenhintergrundes und leistete als erster Leiter der Physikalisch-Technischen Reichsanstalt in Berlin-Charlottenburg wichtige Beiträge dazu, dass sich Berlin Ende des 19. Jahrhundert zu einem Zentrum physikalischer Forschung entwickelte.