Inhaltsverzeichnis
3 Herz, Kreislauf, Blut und Lymphe
10 Fortpflanzung und Entwicklung
11 Lösungen: Wiederholungsfragen und Wiederholungsaufgaben
12 Lösungen: Abbildungen zum Beschriften
1 Zelle und Gewebe
Unser gesamter Körper ist aus kleinen „Bausteinen“ zusammengesetzt, den Zellen. Ganz egal, um welche Art von Zelle es sich auch handelt, alle haben einen ähnlichen Aufbau. Lediglich zwischen Bakterien-, Pflanzen- und Tierzellen gibt es einen gravierenden Unterschied. Alle tierischen Zellen bestehen aus denselben Grundelementen und Zellorganellen. Der Zellkern enthält den größten Teil des genetischen Materials. Beim Menschen 46 Chromosomen. Eine Körperzelle ist im Gegensatz zu einer Keimzelle diploid; dies bedeutet, sie besitzt im Zellkern einen doppelten Chromosomensatz (22-mal zwei gleichwertige Chromosomen (= 44 Stück) plus zwei Geschlechtschromosomen). Der Zellkern enthält nicht die komplette DNA, da auch manche Zellorganellen eigene DNA-Stränge besitzen. Im Nucleolus, einem Bestandteil des Zellkerns, werden Untereinheiten der Ribosomen gebildet. Der vollständige Aufbau der Ribosomen erfolgt jedoch im Cytoplasma. An den Ribosomen werden körpereigene Proteine synthetisiert. Man unterscheidet freie und membrangebundene Ribosomen. Die freien Ribosomen befinden sich im Cytoplasma, an ihnen werden Proteine gebildet, die in der Zelle selbst verwendet werden. Membrangebundene Ribosomen sitzen am rauen endoplasmatischen Reticulum. Sie synthetisieren Proteine, die entweder in die Zellmembran eingebaut oder aus der Zelle ausgeschleust werden (die Proteine haben eine Funktion außerhalb der Zelle).
2 Atmung
Die meistgegebene Antwort auf die Frage „Warum atmen wir?“ ist, dass wir Sauerstoff (O2) benötigen, um zu leben. Der zweite wichtige Grund, die Abatmung von Kohlenstoffdioxid (CO2), wird oft vergessen. Aber gehen wir zunächst zurück zur Tatsache, dass wir O2 benötigen. Der Grund hierfür ist, dass die über die Nahrung aufgenommenen Nährstoffe in den Zellen oxidativ abgebaut werden, um Energie zu gewinnen. Oxidativer Abbau bedeutet, wenn man es stark reduziert betrachtet, dass die Nährstoffe zerlegt werden und Sauerstoff angelagert wird. Die Endprodukte des oxidativen Abbaus sind H2O und CO2. Das entstandene CO2 muss nun abgeatmet werden, da es mit Wasser teilweise zu Kohlensäure (H2CO3) reagiert. Ist der Anteil von CO2 in Blut und Lymphe zu groß, entsteht zu viel Kohlensäure und der pH-Wert verändert sich. Ein veränderter pH-Wert kann für den Körper bedrohlich sein. Der normale pH-Wert in der extrazellulären Flüssigkeit liegt bei 7,37 bis 7,43. Die Atmung kann man in die innere Atmung und in die äußere Atmung untergliedern. Die äußere Atmung ist der Gasaustausch mit der Umwelt (O2 wird aufgenommen und CO2 abgegeben). Die innere Atmung ist der oxidative Abbau der Nährstoffe (O2 wird verbraucht und CO2 entsteht). Bei den Atmungsorganen kann man luftleitende und zum Gasaustausch dienende Organe unterscheiden. Die luftleitenden Atmungsorgane kann man noch in die oberen und in die unteren Luftwege unterteilen.
3 Herz, Kreislauf, Blut und Lymphe
Das Herz ist ein muskuläres Organ mit zwei Vorhöfen und zwei Herzkammern, die durch Herzklappen voneinander getrennt sind. Die Vorhöfe sind mit Blut gefüllt. Die Herzmuskulatur (Kammermyokard) erschlafft, hierdurch öffnen sich die Segelklappen. Die Vorhöfe kontrahieren sich und das Blut aus den Vorhöfen strömt in die Herzkammern. Die Herzmuskulatur kontrahiert sich, hierdurch schließen sich die Segelklappen. Der Druck in der Herzkammer steigt an. Wird der Druck, der in der Aorta und Lungenarterie herrscht, überstiegen, öffnen sich die Taschenklappen. Der nötige Druck der rechten Herzkammer beträgt 20 mmHg, derjenige der linken Herzkammer 120 mmHg. Das Herz hat ein autonomes Erregungssystem. Es kann deshalb auch noch eine gewisse Zeit schlagen, wenn es aus dem Körper entnommen und mit Nährstoffen versorgt wird (Versuche bei Amphibien). Der Sinusknoten gibt eine Frequenz von 60–80 Schlägen pro Minute vor (elektrischer Impuls). Die Erregungsimpulse gelangen über die Vorhofmuskulatur (die durch den Impuls zur Kontraktion angeregt wird) zum AV-Knoten und über das His-Bündel und die Tawara-Schenkel zu den Purkinje-Fasern, die die Herzkammermuskulatur zur Kontraktion bringen.
4 Bewegung
Bewegung oder Motorik wird im Wesentlichen von zwei Systemen ermöglicht: dem passiven Bewegungsapparat (Knochen, Bänder und Gelenke) und dem aktiven Bewegungsapparat (Sehnen und Muskeln).
5 Sinnesorgane
Um Informationen aus unserer Umwelt und aus unserem Körper aufzunehmen, besitzen wir Sinnesorgane. Früher hat man sich auf die Sinne zur Wahrnehmung der Umwelt beschränkt und daher nur fünf Sinnesorgane angeführt: die Haut, die Zunge, die Nase, das Auge und das Ohr. Es gibt aber auch Sinnesrezeptoren in unserem Körper, die Blutdruck, pH-Wert, Schmerz und Ähnliches erfassen. Die inneren und äußeren Sinnesorgane (Sinnesrezeptoren) nehmen Reize wahr und wandeln diese in Impulse um, die ans Gehirn geleitet werden. Nachfolgend wird exemplarisch auf drei äußere Sinnesorgane näher eingegangen: das Auge, das Ohr und die Haut.
6 Nervensystem
Das Nervensystem besteht aus zwei unterschiedlichen Zellarten, den Neuronen (Nervenzellen) und den Gliazellen (Geleitzellen). Die Neuronen stellen die funktionellen Grundeinheiten des Nervensystems dar, sie leiten Informationen weiter, durch die Verschaltung von Neuronen werden Informationen verarbeitet, und durch Langzeitpotenziale (so vermutet man) werden Informationen gespeichert. Gliazellen ernähren und isolieren die Neuronen. Sie nehmen aber auch überschüssige Transmitter auf und zersetzen abgestorbene Neuronen. Im Gegensatz zu der Anzahl der Neuronen, die sich beim ausgewachsenen Menschen nicht mehr erhöhen kann, werden immer wieder neue Gliazellen gebildet. Neuere Untersuchungen legen auch den Schluss nahe, dass Gliazellen über Gap junctions Informationen weiterleiten können und im Kleinhirn beim Erinnerungsprozess eine Rolle spielen. Eigentlich sollte man nicht von „dem Nervensystem“ sprechen, genau genommen gibt es in unserem Körper drei „Nervensysteme“: Das periphere Nervensystem, das Zentralnervensystem und das vegetative (autonome) Nervensystem.
7 Hormonsystem
Das Hormonsystem wird in der biologischen Fachsprache auch das „endokrine System“ genannt. Es besteht aus allen Organen und Zellen, die Hormone produzieren und diese ins Blut oder in die Lymphe (bzw. interstitielle Flüssigkeit) abgeben. Das Hormonsystem ist neben dem Nervensystem eines der beiden Systeme, die für die Kommunikation und Regulation unseres Körpers verantwortlich sind. Endokrine Drüsen unterscheiden sich von exokrinen Drüsen darin, dass sie Stoffe (Hormone) ins Blut, also in den Körper, abgeben. Exokrine Drüsen schütten Stoffe in Körperhöhlen und nach außen (Schweißdrüsen) aus. Hormone werden in der Leber abgebaut oder über die Niere ausgeschieden. Es handelt sich um chemische Botenstoffe, die aus Proteinen, Peptiden, Aminen oder Steroiden bestehen (Steroide = vom Cholesterin abgeleitet). Der Unterschied zwischen dem Nervensystem und dem Hormonsystem liegt darin, dass das Hormonsystem Vorgänge regelt, die über längere Zeit verlaufen. Man kann zwei große Gruppen von Hormonen unterscheiden: Wasserlösliche und fettlösliche Hormone. Wasserlösliche Hormone verbinden sich mit einem Rezeptor der Zellmembran und lösen hierdurch ein Ereignis im Cytoplasma aus oder wirken auf die Gentranskription ein. Fettlösliche Hormone dringen durch die Zellmembran und wirken auf die Gentranskription ein.
8 Ernährung und Verdauung
Die Verdauung von unserer aufgenommenen Nahrung ist ein sehr komplexer Prozess, der von vielen unterschiedlichen Organen bewerkstelligt wird.
9 Wasser-Elektrolyt-Haushalt
Zwischen 60 % und 75 % unseres Körpergewichts entfallen auf Wasser. Ein erwachsener Mensch mit einem Körpergewicht von 70 kg hat einen Wasseranteil von ca. 42 Litern (1 kg Wasser = 1 Liter). Das Körperwasser verteilt sich zu 70 % auf den intrazellulären Raum (Raum in der Zelle) und zu 30 % auf den extrazellulären Raum (Raum außerhalb der Zelle). Der extrazelluläre Raum besteht aus dem Interstitium (Raum zwischen den Zellen im Gewebe), dem Blutgefäßraum und dem Transzellulärraum (Liquor, Gelenkflüssigkeit, Kammerwasser). Im interstitiellen Raum befinden sich zwei Drittel des Wassers des extrazellulären Raumes.
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Wasser ist ein Transportmittel, in ihm können sich Stoffe lösen und mit ihm transportiert werden. Beispiele hierfür sind Mineralstoffe, Elektrolyte oder Nährstoffe.
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Wasser ist ein wichtiger Reaktionspartner. Als Beispiel sei hier die Reaktion von CO2 zu H2CO3 angeführt: H2O + CO2 → H2CO3
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Wasser ist ein Baustoff, der zum Aufbau von unterschiedlichsten Molekülen benötigt wird. Beispiele sind Kohlenhydrate.
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Wasser ist wichtig für die Wärmeregulation unseres Körpers.
10 Fortpflanzung und Entwicklung
Bei der Fortpflanzung verschmilzt ein haploides Spermium mit einer haploiden Eizelle zur diploiden Zygote. Spermium und Eizelle sind Geschlechtszellen, die in den Geschlechtsorganen gebildet werden.
11 Lösungen: Wiederholungsfragen und Wiederholungsaufgaben
Wiederholungsfragen und Wiederholungsaufgaben
12 Lösungen: Abbildungen zum Beschriften
Lösungen: Abbildungen zum Beschriften