Lösungen für Aufgaben zur Erarbeitung von Buchinhalten

Roland Heynkes, 23.5.2017

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 Definiere den Begriff Energiehaushalt!
Energiehaushalt nennt man die Gesamtheit aller Energieumwandlungen, die von einem Organismus zum Überleben ausgeführt/vorgenommen/praktiziert werden.
2 Erkläre, warum ein intensiver Stoffwechsel in einem Organismus mehr Wärme produziert als ein träger Stoffwechsel!
Der Stoffwechsel eines Organismus ist mit vielen chemischen Reaktionen verbunden und bei den meisten chemischen Reaktionen wird Energie in Form von nicht mehr nutzbarer Wärme freigesetzt.
3 Nenne die Grundumsätze von Elefant, Mensch und Spitzmaus und erkläre den Zusammenhang zwischen Sauerstoffverbrauch und Grundumsatz!
Die Grundumsätze von Elefant, Mensch und Spitzmaus sind umgerechnet auf 1 Gramm Gewebe: 0,1 ml, 0,2 ml und 10 ml Sauerstoff pro Stunde. Grundumsatz nennt man hochgerechnet auf einen ganzen Tag den Energie-Bedarf, den ein Lebewesen selbst dann nicht unterschreiten könnte, wenn es den ganzen Tag nur völlig entspannt herumläge. Und wir gewinnen unsere Energie dadurch, dass wir in unseren Zellen mit Hilfe von Sauerstoff Bausteine unserer Makronährstoffe "verbrennen", um einen Teil der dabei freigesetzten Energie in den Aufbau unseres Universalenergieträgers ATP zu stecken.
4 Berechne für Elefant, Mensch und Spitzmaus die jährliche Zahl der Herzschläge, multipliziere sie mit den ungefähren Lebenserwartungen von Elefant (70 Jahre), Mensch (80 Jahre) und Spitzmaus (3 Jahre) und interpretiere die Ergebnisse!
  • Elefant: 30 x 60 x 24 x 365 = 15.768.000 Herzschläge pro Jahr = 1.103.760.000 im Leben
  • Mensch: 72 x 60 x 24 x 365 = 37.843.200 Herzschläge pro Jahr = 3.027.456.000 im Leben
  • Spitzmaus: 600 x 60 x 24 x 365 = 315.360.000 Herzschläge pro Jahr = 946.080.000 im Leben
Hochgerechnet auf das ganze Leben schlagen die Herzen von Elefant und Spitzmaus etwa gleich oft, nämlich rund 1 Milliarde mal. Menschliche Herzen schlagen in Deutschland rund dreimal solange, aber vermutlich können auch wir unser Leben verlängern, wenn wir durch Training die tägliche Anzahl unserer Herzschläge reduzieren.
5 Erkläre den Zusammenhang zwischen dem Energiehaushalt einer tierischen Spezies und ihrem Verhältnis von Körperoberfläche zu Volumen!
Mit dem Volumen eines Tieres steigen seine Muskelmasse und sein "Energieverbrauch". Die Körperoberfläche nimmt aber viel langsamer zu als das Körpervolumen. Je größer ein Tier ist, umso schwieriger wird daher die Wärmeabgabe über die Körperoberfläche. Um nicht zu überhitzen, dürfen daher große Tiere nur einen langsamen Stoffwechsel bzw. einen sparsamen Energiehaushalt haben. Umgekehrt müssen kleine Tiere durch einen intensiven Stoffwechsel relativ viel mehr Wärme produzieren, weil sie über ihre relativ große Körperoberfläche viel mehr Wärme verlieren.
6 Erkläre, warum Säugetiere kaum noch kleiner als eine Spitzmaus sein können!
Noch kleinere Säugetiere müssten ein noch intensiveren Stoffwechsel mit noch höherem "Energieverbrauch" haben und deshalb praktisch ununterbrochen fressen, sodass ihnen nicht einmal genug Zeit für Schlaf bliebe.
7 Nenne die im Buch beschriebenen Anpassungen von Körperform und Verhalten an extreme Hitze oder Kälte!
  • Durch Ausstrecken bzw. Zusammenrollen vergrößern bzw. verkleinern Hunde ihre exponierten Körperoberflächen, um mehr bzw. weniger Wärme abzustrahlen.
  • Tierrudel reduzieren ihre Gesamtoberfläche, indem sie sich eng aneinander kuscheln.
  • In kalten Regionen lebende Spezies wie die Schneehasen besitzen kleine Ohren, während bei Wüstenhasen und anderen in heißen Regionen lebenden Spezies große Ohren die Körperoberfläche vergrößern.

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