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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).

Die Blaualgen (Cyanobakterien) sind nach den Bakterien die ältesten Lebewesen auf der Erde (Präkambrium, vor ca. 3 500 Millionen Jahren). Sie sind wahrscheinlich die ersten Lebewesen, die Fotosynthese durchführten. Blaualgen sind 5- bis 10-mal größer als eine Bakterienzelle. Sie ernähren sich autotroph und pflanzen sich ungeschlechtlich durch Zellspaltung fort. Die Blaualgen sind mit etwa 2 000 Arten über die gesamte Erde verbreitet. Sie können oft schon mit dem bloßen Auge als gallertartige Masse, feinfädige Überzüge, gefärbte Wasserblüten sichtbar sein.

Die Mikroorganismen, die genau betrachtet gar keine Algen, sondern Bakterien sind, und deshalb mit den Bakterien zu den Prokaryonten gezählt werden, haben die gesamte Erde besiedelt. Angepasst an extremste Standorte leben sie im Salzwasser bis zur Wüste, im Eis der Antarktis ebenso wie in bis zu 82 Grad heißen Quellen, bohren sich in Felsen, besiedeln Mauern und Platten.

Cyanobakterien (auch: Blaualgen) sind Mikroorganismen, die wie Bakterien einen prokaryotischen Zellaufbau (zellkernlos) besitzen, jedoch wie die Chloroplasten eukaryotischer (zellkernhaltiger) Pflanzen eine Fotosynthese durchführen, bei der Sauerstoff entsteht. Sie waren als erste Lebewesen der Erdgeschichte überhaupt in der Lage, Fotosynthese mit Wassermolekülen als Wasserstoffquelle zu betreiben und so Sauerstoff zu bilden. Damit waren sie für die allmähliche Anreicherung von Sauerstoff in der Erdatmosphäre verantwortlich.
Die taxonomische Zuordnung der Cyanobakterien erfolgte aufgrund morphologischer und physiologischer Merkmale zunächst bei den Algen, molekularbiologische Untersuchungen führten bald darauf zu einer Einordnung bei den Bakterien. Ursächlich hierfür waren der prokaryotische Zellaufbau und die Zusammensetzung der DNA.
Älteste, den Cyanobakterien ähnelnde Fossilien hat man in Stromatolithen (schichtförmig aufgebaute Gesteine aus fossilisierten Einzellern) gefunden, deren Alter auf 3,5 Milliarden Jahre bestimmt werden konnte.
Heute sind Cyanobakterien häufig Besiedler extremer und extremster Lebensräume (Extremophile). Dies hängt zusammen mit ihrem besonderen Stoffwechsel (Fotosynthese, Stickstofffixierung) und der Fähigkeit, lange Zeit in trockenen, sehr kalten sowie sehr heißen Lebensräumen zu überleben. Als Bestandteil des marinen Phytoplanktons (Picophytoplankton) spielen sie beim globalen Stoffkreislauf eine wichtige Rolle, insbesondere wegen ihrer Fähigkeit, Luftstickstoff zu assimilieren.

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Multiple-Choice-Test zum Thema "Biologie - Fortpflanzung und Entwicklung bei Menschen und Pflanzen".

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WISSENSTEST

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Unter der Fotosynthese als einer Form der autotrophen Assimilation versteht man den Prozess der Umwandlung von Wasser und Kohlenstoffdioxid in Glucose und Sauerstoff unter dem Einfluss von Strahlungsenergie und mithilfe des Chlorophylls. Dieser Prozess vollzieht sich in den Zellen von Pflanzen und ist ein grundlegender Prozess der Stoff- und Energieumwandlung bei Pflanzen.

Gasaustausch ist ein Vorgang, bei dem Gase (z. B. Sauerstoff und Kohlenstoffdioxid) durch Membranen hindurchgelangen. Der Gasaustausch beruht auf der Grundlage physikalischer Vorgänge.

Durch Fotosynthese in Pflanzen werden aus den anorganischen Molekülen Wasser und Kohlenstoffdioxid organische Substanzen (Traubenzucker) aufgebaut.

Kohlenhydrate sind nicht nur für den Menschen wichtige Energielieferanten. Einfachzucker (Monosaccharide) bilden die Grundbausteine, aus denen alle komplexeren Kohlenhydrate (Zweifachzucker, Vielfachzucker) aufgebaut sind. Aus den vielfältigen Verknüpfungsmöglichkeiten bis hin zur Ketten- und Ringbildung erklärt sich die große Anzahl der Kohlenhydrate mit ihren unterschiedlichen Eigenschaften.

Das Universum ist nach der heute weit verbreiteten Theorie aus einem „Urknall“ hervorgegangen, in dessen Folge riesige, unvorstellbar große Energiemengen frei wurden. Das Weltall begann sich auszudehnen und abzukühlen, wobei Materie an verschiedensten Teilen des Universums kondensierte. So entstand auch unser Sonnensystem mit der Erde. Das Alter unserer Sonne und ihres Planetensystems und somit der Erde wird aufgrund von Altersbestimmungen an Gesteinsproben auf 4,5 bis 5 Milliarden Jahre geschätzt.

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

Als Folge des steigenden Wohlstandes werden enorme Mengen an Gasen, Stäuben und Asche an die Umwelt abgegeben.

Sie reagieren mit anderen Stoffen der Atmosphäre, der Hydrosphäre bzw. der Geosphäre. Es entstehen dabei wieder Stoffe, die nun auf die belebte und unbelebte Natur einwirken. So lösen die Stoffe, die wir als Abfall betrachten, die ökologisch gesehen aber abiotische Umweltfaktoren sind, in der Natur eine Kette chemischer Reaktionen aus.

Besonders gravierend sind die Auswirkungen des Schwefeldioxids, der Oxide des Kohlenstoffs, der Oxide des Stickstoffs und verschiedener Kohlenwasserstoffe. Sie verursachen den sauren Regen und den Treibhauseffekt, führen zu Smog und sind für die Zerstörung der Ozonschicht mit verantwortlich.

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.

Umweltfaktoren sind die Faktoren, die aus der nicht lebenden und lebenden Umwelt direkt oder indirekt auf ein Lebewesen einwirken.

Es werden abiotische und biotische Umweltfaktoren unterschieden.

Abiotische Umweltfaktoren sind Faktoren der nicht lebenden Umwelt, die auf ein Lebewesen einwirken, z.B. Klima- und Bodenfaktoren. Sie beeinflussen den Stoff- und Energiewechsel, die Entwicklungsvorgänge sowie die Verhaltensreaktionen von Organismen.