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, warum der erste Satz des zweiten Abschnittes auf Seite 86 sowie die Beschreibung des Basiskonzepts: "Stoff- und Energieumwandlung" auf Seite 15 falsch sind! |
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| In der Biologie widerlegt man falsche Aussagen oft ganz einfach, indem man ein Gegenbeispiel findet. In diesem Fall dienen als Gegenbeispiele alle Lebewesen, die gerade eine Pause vom Leben machen. Das sind beispielsweise seit Jahrmillionen in Salzstöcken eingeschlossene Bakterien, ausgetrocknete Bärtierchen oder Flechten sowie in flüssigem Stickstoff aufbewahrte menschliche Embryonen. Sie existieren und sind Lebewesen, aber dazu müssen sie ihren Umgebungen weder Energie noch Stoffe entziehen, umwandeln und abgeben. Die Aussagen des Buches gelten daher nicht für alle, sondern nur für aktiv lebende Lebewesen. | |
| 2 | Erkläre den Unterschied zwischen autotropher und heterotropher Ernährung! |
| Lebewesen mit heterotropher Ernährung gewinnen freie Energie aus von anderen Lebewesen produzierten energiereichen organischen Stoffen. Lebewesen mit autotropher Ernährung verzichten darauf, weil sie ihre freie Energie von der Sonne (oder energiereichen anorganischen Stoffen) beziehen. | |
| 3 | Erkläre, warum der vierte Satz des dritten Abschnittes auf Seite 86 erst durch Streichung des ersten Wortes richtig wird! |
| Die zu allgemeine Formulierung: "Die aufgenommenen Nährstoffe" bedeutet, dass alle aufgenommenen Nährstoffe als Baustoffe verwendet werden. Das ist jedoch falsch, denn menschliche Zellen verwenden Kohlenhydrate nicht als Baustoffe, sondern nur als Energielieferanten (oder Ballaststoffe). Man könnte sich auch darüber streiten, ob wir Vitamine wirklich als Baustoffe verwenden oder ob man neben Energielieferanten und Baustoffen noch eine dritte Form der Verwendung von Nährstoffen (als für das Funktionieren des Organismus notwendige Cofaktoren) einführen sollte. | |
| 4 | Beschreibe den Unterschied zwischen homoiothermen und poikilothermen Tieren! |
| Während homoiotherme (gleichwarme) Tiere ihre Körpertemperaturen (nicht nur mithilfe ihres Stoffwechsels) aktiv möglichst konstant halten, tolerieren poikilotherme (wechselwarme) Tiere über relativ breite Temperaturbereiche, dass sich ihre Körpertemperaturen den Umgebungstemperaturen anpassen. Anstatt die eigene Körpertemperatur auf Kosten erhöhter Nahrungsaufnahme konstant zu halten, begnügen sich poikilotherme Tiere mit Verhaltensweisen (wie Bewegung in den Schatten oder Aufwärmen durch die Sonne oder warme Böden), die wenig Energie verbrauchen. | |
| 5 | Erkläre, warum poikilotherme Landtiere sehr viel leichter als poikilotherme Wassertiere Wärmeverluste oder Überhitzung durch Verhalten vermeiden können! |
| Aufgrund seiner sehr viel größeren Dichte kommt es in Wasser sehr viel intensiver und schneller als in Luft zu einem Temperaturausgleich zwischen einem Lebewesen und seiner Umgebung. | |
| 6 | Nenne (in ganzen Sätzen) die Vor- und Nachteile der gegensätzlichen Konzepte homoiothermer und poikilothermer Tiere! |
| Homoiotherme Tiere können relativ unabhängig von der Umgebungstemperatur ihren Stoffwechsel mit Enzymen betreiben, die immer bei Körpertemperatur arbeiten, an welche sie im Verlauf der Evolution optimal angepasst wurden. Der Nachteil dieser Strategie ist ein enorm großer Energieverbrauch. Poikilotherme Tiere sind regelrechte Energiesparmodelle (Ein Mensch braucht zehnmal soviel Energie wie ein gleich großes Krokodil.). Leben poikilotherme Tiere beispielsweise in der Tiefsee bei konstanten Umgebungstemperaturen, dann haben sie überhaupt keine Nachteile gegenüber homoiothermen Tieren. Leben aber poikilotherme Tiere mit stark wechselnden Außentemperaturen, dann haben sie das Problem, die Temperaturoptima ihrer Enzyme nicht evolutionär an den gesamten Bereich ihrer möglichen Körpertemperaturen anpassen zu können. Trotzdem widerlegen beispielsweise über Schnee und Eis hüpfende und sich in eiskaltem Wasser paarende Frösche die Behauptung des Buches, sie seien bei Kälte äußerst träge. Immerhin können poikilotherme Tiere Zell-Strukturen wie ihre Zellmembranen an Jahreszeiten anpassen, indem sie beispielsweise das Verhältnis von gesättigten zu ungesättigten Fettsäuren anpassen. Möglicherweise gibt es auch poikilotherme Tiere mit unterschiedlichen Enzym-Varianten für verschiedene Temperaturbereiche. | |
| 7 | Definiere die Begriffe Wärmeenergie, Konduktion, Konvektion, Evaporation und Radiation! |
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| 8 | Erkläre, warum Wärme und Temperatur nicht das selbe sind! |
| Beim Schmelzen von Eis in Wasser wird die in der Bewegung der Wasser-Moleküle gespeicherte Wärmeenergie enorm gesteigert, während die Temperatur des Wasser-Eis-Geschmisches konstant bei Null Grad Celsius bleibt, weil die zugeführte Energie für die Auflösung der im Eis größeren Anzahl von Wasserstoffbrückenbindungen benutzt wird und daher nicht für eine Beschleunigung der Wasser-Moleküle im schon flüssigen Wasser zur Verfügung steht. | |
| 9 | Erkläre, warum viele Biologen die Tiere lieber in endotherme und ektotherme als in homoiotherme und poikilotherme einteilen! |
| Weil poikilotherme (wechselwarme) Tiere in Umwelten mit konstanten Temperaturen gar nicht wechselwarm sind (und weil viele homoiotherme (gleichwarme) Tiere in Wirklichkeit gar nicht immer gleichwarm sind (z.B. im Winterschlaf oder mit nachts absinkenden Körpertemperaturen), werden die Begriffe poikilotherm und homoiotherm der Vielfältigkeit der heute bekannten Lebensformen nicht gerecht. Deshalb ist es sinnvoller, die Tiere in ihre Körperwärme überwiegend selbst produzierende endotherme und in ihre Körperwärme überwiegend aus der Umgebung beziehende ektotherme einzuteilen. | |
Roland Heynkes, CC BY-NC-SA 4.0