Begegnungen mit der Natur 5, Schulbuch

11 Assimilation und Dissimilation Der Aufbau von energiereichen körpereigenen Substanzen aus energiearmen körperfremden Ausgangsstoffen wird als Assimilation bezeichnet. Die Foto- synthese ist der wichtigste Prozess dieser Art: Pflanzen bilden aus Wasser und Kohlenstoffdioxid Zucker (und Sauerstoff als Nebenprodukt). Die dafür not- wendige Energie liefert die Sonne. Durch einen schrittweisen Abbau dieser energiereichen organischen Verbin- dungen kann die im Zucker gespeicherte Sonnenenergie wieder freigesetzt und nutzbar gemacht werden. Diesen Abbau von energiereichen Produkten nennt man Dissimilation. Es entsteht bei dieser Energieumwandlung ATP, die „Energiewährung“ im Körper, welche für energieverbrauchende Lebensprozes- se (zB Stoffwechsel, Fortbewegung, etc.) genutzt werden kann. Bei jeder Energieumwandlung kommt es auch zu einem Verlust an nutzbarer Energie, da ein Teil der Energie als Wärme in die Umgebung abgegeben wird. Energiefluss und Fließgleichgewicht Lebewesen werden als offene Systeme bezeichnet, denn sie sind an eine stän- dige Energiezufuhr gebunden. Die laufende Energieabgabe wird durch ständi- ge Energiezufuhr ausgeglichen – ein Zustand, der als Fließgleichgewicht bezeichnet wird. Diesen Energiefluss in Fließgleichgewichten finden wir in der Biologie in ver- schiedenen Größenordnungen: auf molekularer, zellulärer und organismischer Ebene. Aber auch ganze Ökosysteme können durch Fließgleichgewichte beschrieben werden, wenn sich Energiezufuhr und Energieverbrauch die Waa- ge halten. Stoffkreisläufe in einem Ökosystem In Ökosystemen lassen sich Stoffkreisläufe zwischen lebendigen Organismen und den unbelebten Anteilen ihrer Umwelt erkennen (zB Stickstoff-, Kohlen- stoffkreislauf). Die an diesen Stoffkreisläufen beteiligten Lebewesen lassen sich unterglie- dern in Produzenten, Konsumenten (1. oder 2. Ordnung) und Destruenten. Während die Produzenten (v. a. Pflanzen und Algen) mittels Sonnenenergie Zucker und Sauerstoff herstellen, verwerten Konsumenten diese produzierten Stoffe zur eigenen Energieversorgung. Destruenten (Bakterien, Pilze) wiede- rum bauen abgestorbene Biomasse zu energiearmen anorganischen Verbin- dungen ab und schließen dadurch den Stoffkreislauf. Nachhaltigkeit Der Begriff Nachhaltigkeit stammt aus der Forstwirtschaft und bedeutete ursprünglich, in einem Wald nicht mehr Holz zu ernten, als nachwachsen kann. Heute meint man damit allgemein eine Lebensweise, die die Ressourcen eines Ökosystems nicht erschöpft. Der Mensch greift in die oben beschriebenen Stoffkreisläufe ein, zB durch Abbau von Rohstoffen oder Rodung von Wäldern. Organismen müssen, um überleben zu können, ständig Stoffe und Energie aus der Umwelt aufnehmen (zB in Form von Nahrung). Diese Energie kann dann in andere Formen umgewandelt oder gespeichert werden. Die Umwandlung von Stoffen zur Nutzung der gespeicherten Energie nennt man Stoffwechsel. Dabei geben Lebe­ wesen auch kontinuierlich Energie in die Umwelt ab. Die­ sen laufenden Verlust müssen sie ständig ausgleichen. Stoff- und Energieumwandlung Erstelle im Laufe des Jahres deine eigene „Datensammlung“ für das Basiskonzept Stoff- und Energie- umwandlung. Wo ist es dir überall begegnet? Selbst aktiv! Assimilation und Dissimilation • Assimilation und Dissimilation  S. 36 • Energieumwandlung  S. 37 • Fotosynthese  S. 42 • Chemoautotrophe Bakterien  S. 45 • ATP, das „Energiegeld“  S. 38 Fließgleichgewicht • offenes System  S. 37 • Wasserdruck-Gleichgewicht/Plasmolyse einer Zelle  S. 26 Stoffkreisläufe • Stickstoffkreislauf  S. 45 • Saprophagen  S. 99 Nachhaltigkeit • Menschliche Beeinträchtigung der Ökosysteme  S. 181 • Nachhaltigkeit und Weltwirtschaft  S. 184 Nur zu Prüfzwecken – Eige tum des Verlags öbv