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In jeder Zelle laufen hunderte von chemischen Reaktionen ab, die in ihrer Gesamtheit als Stoffwechsel (Metabolismus) bezeichnet werden. Um zu leben, benötigen alle Zellen ständig organische und anorganische Stoffe sowie chemische Energie. Zuständig für die Energiegewinnung der Zellen sind die Mitochondrien. Unter Mitwirkung von bestimmten Enzymen und Coenzymen gewinnen die Mitochondrien insbesondere aus Glucose (Traubenzucker) und Fettsäuren Energie für alle in der Zelle ablaufenden Vorgänge.Die Stoffwechselleistungen einer Zelle hängen deshalb entscheidend von ihrer Enzymausstattung ab, welche bereits genetisch festgelegt ist. Nach der Art, welche Ausgangsstoffe für die Energiegewinnung verwertet werden, unterscheidet man autotrophe und heterotrophe Organismen. Die Energie wird in Form von Adenosintriphosphat (ATP) gespeichert, so dass der Zelle stets ausreichend Energie zur Verfügung steht.Der wichtigste Weg zur ATP-Bildung ist die oxidative Phosphorylierung innerhalb der Atmungskette unter aeroben Bedingungen (Sauerstoffanwesenheit). Viele Organismen können unter anaeroben Bedingungen (Sauerstoffabwesenheit) auf ATP zurückgreifen, das in der Glykolyse entsteht. Diese Art der ATP-Bildung bezeichnet man als Gärung.

11-mal atmet der Mensch in der Minute ein und wieder aus. Das heißt, 11-mal hebt und senkt sich der Brustkorb, füllen und leeren sich die Lungen mit dem Atem. Jedes Mal nimmt der Atem den gleichen Weg durch die Nasenhöhle, durch den Rachen bis zum Kehlkopf und gelangt von dort über die Luftröhre bis zu den Bronchien. Von hier geht es in die Lungen und über die dort befindlichen Lungenbläschen erfolgt dann der Gasaustausch, d.h. Sauerstoff wird aufgenommen und Kohlenstoffdioxid wird abgegeben. Dabei sind die Lungen die eigentlichen Atmungsorgane. Nasenhöhle, Kehlkopf, Luftröhre und Bronchien werden als Atemwege bezeichnet. Atemwege und Atmungsorgane sind dabei mit einer Schleimhaut ausgekleidet, die wichtige Schutzfunktionen bei der Atmung übernimmt.

Über die äußere Atmung werden das Blut und über die Zellatmung (innere Atmung) die Zellen kontinuierlich mit Sauerstoff versorgt. Dieser stammt entweder aus der Luft (21 %) oder aus dem Wasser. Der Bereich, an dem Sauerstoff aus der Umgebung in den Organismus diffundiert und Kohlenstoffdioxid diese verlässt, wird als respiratorische Oberfläche bezeichnet. Die Regulation der Atmung erfolgt über das Atemkontrollzentrum.

Die Atmung und damit die Sauerstoffversorgung der Lungen atmenden Organismen ist normalerweise dem umgebenden Luftdruck angepasst. Die meisten Menschen leben bei einem Luftdruck von 101 kPa und einem Sauerstoffpartialdruck von 21,3 kPa. Dieser garantiert eine kontinuierliche Versorgung der Zellen mit Sauerstoff über die Atmung. In Höhen ab 5000 m, die man beispielsweise beim Bergsteigen erreicht, beträgt der Luftdruck aber weniger als 30 kPa und der Sauerstoffpartialdruck nur 6 kPa. Sauerstoff wird nur noch sehr langsam ins Blut aufgenommen, die Folge ist eine Unterversorgung des Körpers mit dem lebensnotwendigen Gas.
Beim Tauchen kann ein Druck von 400 kPa (entsprechend 30 m Tauchtiefe) auf dem Taucher lasten. Es löst sich mehr Gas im Blut, welches beim schnellen Auftauchen zur Taucherkrankheit führen kann.

In jeder lebenden Zelle laufen Stoff- und Energiewechselprozesse ab. Die Fotosynthese, die Atmung, die alkoholische Gärung und die Milchsäuregärung gehören zu den Stoff- und Energiewechselprozessen.

Der Stoff- und Energiewechsel ist die Aufnahme von Stoffen und Energie in die Zellen, die Umwandlung von Stoffen und Energie in den Zellen und die Abgabe von Stoffen und Energie aus den Zellen. In den Zellen werden ständig körpereigene organische Stoffe aufgebaut (Assimilation) und organische Stoffe zur Nutzbarmachung der in ihnen enthaltenen chemischen Energie abgebaut (Dissimilation).

Das Atmungssystem regelt durch Austausch der Atemgase die Versorgung der Zellen mit Sauerstoff.
Die Säugetiere und der Mensch benötigen zur Aufrechterhaltung ihrer Lebensfunktionen (z. B. Wachstum, Bewegungen) Nahrung (z. B. Wasser und Nährstoffe). Die Nahrung allein genügt aber nicht. Die Säugetiere benötigen auch Sauerstoff. Sie müssen also atmen. Über Nase und Mund gelangt der Sauerstoff der Luft in die Luftröhre. Von dort aus wird der Sauerstoff in die Lunge transportiert. Sauerstoff ist ein Atemgas.

11-mal atmet der Mensch in der Minute ein und wieder aus. Das heißt, 11-mal hebt und senkt sich der Brustkorb, füllen und lehren sich die Lungen mit dem Atem. Jedes Mal nimmt der Atem den gleichen Weg durch die Nasenhöhle, durch den Rachen bis zum Kehlkopf und gelangt von dort über die Luftröhre bis zu den Bronchien. Von hier geht es in die Lungen und über die dort befindlichen Lungenbläschen erfolgt dann der Gasaustausch, d. h., Sauerstoff wird aufgenommen und Kohlenstoffdioxid wird abgegeben. Dabei sind die Lungen die eigentlichen Atmungsorgane. Nasenhöhle, Kehlkopf, Luftröhre und Bronchien werden als Atemwege bezeichnet. Atemwege und Atmungsorgane sind dabei mit einer Schleimhaut ausgekleidet, die wichtige Schutzfunktionen bei der Atmung übernimmt.

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Multiple-Choice-Test zum Thema "Biologie - Von Organsystemen und ihren Aufgaben".

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WISSENSTEST

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Das selbstständige Durchmischen von Teilchen verschiedener Stoffe wird als Diffusion bezeichnet. Diffusion kommt zustande, weil sich die Teilchen aller Stoffe bewegen und diese Bewegung der Teilchen zu einer allmählichen Durchmischung führt.

Besonders ausgeprägt tritt die Diffusion bei Gasen und Flüssigkeiten auf. Auch bei festen Körpern ist sie möglich.

Die Aufnahme des Wassers durch die Wurzeln erfolgt durch Diffusion, die Weiterleitung durch Osmose.

Eine Nahrungspyramide ist die quantitative (massenmäßige) Darstellung der Nahrungsmengen der verschiedenen Ernährungsstufen (Produzenten, Konsumenten) einer Nahrungskette bzw. eines Nahrungsnetzes in einer bestimmten Form.

Der Stoffkreislauf im Ökosystem umfasst alle Prozesse der Produzenten, Konsumenten und Destruenten, die den Auf-, Um- und Abbau von Stoffen einschließen, z.B. Fotosynthese, Atmung und Gärung.