Diese Seite dient der Selbstkontrolle für diejenigen, welche die Aufgaben im Lerntext selbständig bearbeitet haben und nun ihre Antworten überprüfen wollen.
| Diese Tabelle zeigt meine Lösungsvorschläge. | |
| 1 | Erkläre mit eigenen Worten die auf Seite 65 dargestellte Vergleichbarkeit zwischen dem Staudamm-Beispiel und der Zerlegung eines energiereichen Biomoleküls mit Hilfe eines Enzyms! |
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| Die potentielle Energie des angestauten Wassers kann erst in einem Fallrohr in kinetische Energie umgewandelt werden, nachdem die Hürde der Staumauer überwunden wurde. Anstatt es allerdings unter Energieverbrauch über die Mauer zu heben, kann man auch durch die Mauer führende Rohre öffnen und die Aktivierungsenergie einsparen. Man kann auch die chemische Energie eines Biomoleküls als potentielle Energie betrachten, die nicht spontan, sondern erst nach Zuführung von Aktivierungsenergie durch eine chemische Reaktion mit Sauerstoff freigesetzt wird. Wie Rohre durch Staumauern bieten Enzyme die Möglichkeit, die Notwendigkeit einer Aktivierungsenergie zu reduzieren oder praktisch zu vermeiden. Mit Hilfe des Enzyms kann die chemische Reaktion bereits bei einer Temperatur ablaufen, bei welcher eine ausreichende Anzahl von Substrat-Molekülen ausreichend energiereich ist, um chemisch zu reagieren. | |
| 2 | Korrigiere den ersten Satz des ersten Abschnitts auf Seite 66 durch die Ersetzung nur eines Wortes! |
| Energie ist nicht die, sondern nur eine (von mehreren) Grundvoraussetzungen allen Lebens (auf der Erde). | |
| 3 | Entwickle mindestens zwei Hypothesen über denkbare Folgen, wenn einem Lebewesen die Energie ausgeht! |
| Wenn einem Lebewesen die Energie ausgeht, dann kann es nicht mehr leben (lebendig sein). Eine mögliche Reaktion darauf ist die Einleitung des Sterbeprozesses, der zum Tod und damit zum Beginn des endgültigen Zerfalls des Lebewesens führt. Es gibt aber nicht wenige Spezies, die nicht sterben müssen, nur weil ihnen extremer Mangel an Energie oder Wasser Grundvoraussetzungen für das Leben entzieht. Diese Spezies können in solchen Situationen eine Pause vom Leben machen und leben erst weiter, wenn dafür wieder die notwendigen Voraussetzungen gegeben sind. | |
| 4 | Erkläre, warum die Überschrift der Buchseite 66 falsch und irreführend ist! |
| Die Überschrift der Buchseite 66 ist falsch und irreführend, weil Lebewesen sehr wohl auch ohne Energie existieren können. Sie können ohne Energie nur nicht leben. Irreführend ist die falsche Überschrift deshalb, weil das Erkennen der Möglichkeit einer Pause vom Leben erschwert. Sie suggeriert, Leben und Existieren seien bei Lebewesen das selbe. Dieser Irrtum bzw. diese fatale Wissenslücke ist auch eine Ursache für die falschen Eigenschaften, die Biologiebücher allen Lebewesen zuschreiben. | |
| 5 | Erkläre mit eigenen Worten den im ersten Abschnitt der Seite 66 nur behaupteten Zusammenhang zwischen thermischer Energie und der kinetischen Energie der Teilchen! |
| Die thermische Energie (Wärmeenergie) einer Flüssigkeit ist die Summe der kinetischen Energien ihrer Moleküle. Deshalb ändert sich die Wärmeenergie eines Körpers, einer Flüssigkeit oder eines Gases nur relativ langsam, während sich die kinetischen Energien einzelner Teilchen bei Kollisionen schlagartig ändern können. | |
| 6 | Erkläre mit eigenen Worten, warum unser Buch im zweiten Abschnitt der Seite 66 die chemische Energie von Molekülen als eine Form von potentieller Energie darstellt! |
| Man kann die chemische Energie von Molekülen als eine Form von potentieller Energie betrachten, weil potentiell bedeutet, dass etwas aktuell noch nicht realisiert ist, in Zukunft aber wirksam werden könnte. Auch die chemische Energie eines Moleküls wird erst durch eine chemische Reaktion freigesetzt oder übertragen und dadurch wirksam oder erkennbar. | |
| 7 | Entwickle eine Hypothese hinsichtlich der Alternative, welches das Wörtchen "meist" im zweiten Abschnitt der Seite 66 andeutet! |
| Das Wörtchen "meist" im zweiten Abschnitt der Seite 66 deutet an, dass nicht alle irdischen Lebensvorgänge ihre Energie letztlich von der Sonne beziehen, dass es also noch mindestens eine weitere Energiequelle gibt, die Lebewesen nutzen können. Aufgrund unzähliger Kollisionen in der Anfangszeit der Erdgeschichte ist das Innere der Erde bis heute sehr heiß und diese Hitze verursacht unter anderem Vulkanismus, Plattentektonik und chemische Reaktionen. So entstehen auch anorganische Moleküle, deren chemische Energie von Lebewesen genutzt werden kann (Chemoautotrophie). Tief in der Erde lebende Organismen könnten die Erdwärme noch Milliarden Jahre nutzen, wenn die Sonne als Energiequelle ausfiele. Die Strahlungsenergie der Sonne konnten die ersten Lebewesen (bis zur "Erfindung" der Fotosynthese) gar nicht nutzen. Die von Sonnenlicht völlig unabhängigen Ökosysteme um die Schwarzen Raucher auf dem Meeresboden sind bis heute Beispiele für sonnenunabhängiges Leben. Dort unten nutzen bestimmte Bakterien und Archäen Schwefelwasserstoff zur Energiegewinnung und Kohlenstoffdioxid als Kohlenstoffquelle für den Aufbau ihrer Biomoleküle. An einem Schwarzen Raucher wurde auch ein Grünes Schwefelbakterium entdeckt, welches die Infrarotstrahlung (Wärmestrahlung) des heißen Wassers für eine spezielle Form der Fotosynthese nutzen kann. | |
| 8 | Nenne andere Biomoleküle bzw. Biomolekülklassen neben ATP, in denen der menschliche Organismus chemische Energie speichert! |
| Wir speichern chemische Energie nicht nur kurzfristig in ATP, sondern etwas längerfristig als Glykogen in Leber und Muskelzellen sowie langfristig in Fett-Molekülen an den bekannten Stellen. | |
| 9 | Nenne die im dritten Abschnitt der Seite 66 beschriebene Art der Übertragung chemischer Energie in unseren Zellen! |
| Ein Teil der chemischen Energie des aufgrund seiner geballten negativen Ladung sehr energiereichen ATP-Moleküls kann auf andere Moleküle übertragen werden, indem eine Phosphatgruppe übertragen wird. Es entstehen ADP und ein phosphoryliertes anderes Molekül. | |
| 10 | Erkläre mit Hilfe des vierten Abschnitts der Seite 66, warum unser Buch Lebewesen als offene Systeme und Energiewandler bezeichnet und warum beides nicht immer zutrifft! |
| Lebende Lebewesen tauschen mit ihren Umgebungen Stoffe und Energie aus und sind deswegen physikalisch betrachtet offene Systeme. Machen allerdings Lebewesen gerade eine Pause vom Leben, dann tauschen sie mit ihren Umgebungen keine Stoffe aus und sind deswegen in diesem Zustand nur geschlossene Systeme. | |
Roland Heynkes, CC BY-NC-SA 4.0