Begegnungen mit der Natur 5, Schulbuch

7 Zellen und Organe sind in Hinblick auf ihre Funktion abgewandelt (Abwandlungsprinzip) Die Zelle ist der Grundbaustein aller Organismen ( S. 16 ff). Je nach Funktion ist ihr Aufbau allerdings abgewandelt. Blutzellen müssen ganz andere Auf­ gaben erfüllen als zB die Zellen in Laubblättern oder die Speicherzellen der Erdapfelpflanzen, weshalb sich Aussehen und Grundbauplan voneinander unterscheiden. Auch die Struktur von Organen steht in Abhängigkeit von ihrer Funktion: Blätter können zB durch Anpassung an besondere Bedingungen Umwandlungen erfahren. Um Substanzen optimal transportieren zu können und auch für Festigkeit sowie Stabilität zu sorgen, lassen sich zB beim Tracheensystem der Insekten oder bei Leitungssystemen der Pflanzen bestimmte Röhrenstrukturen finden (Röhrenprinzip). Mundwerkzeuge sind an die Art der Nahrungsaufnahme angepasst Die Art der Nahrung und wie sie aufgenommen werden kann, beeinflusst die Form der Mundwerkzeuge. Zahl, Art und Beschaffenheit der Zähne verschie- dener Säugetiere variieren stark in Abhängigkeit vom jeweiligen Ernährungs- typ. Auch innerhalb der Vögel kann man die unterschiedlichsten Schnabelfor- men beobachten und die Mundwerkzeuge der Insekten haben sich in Abhängigkeit zur jeweiligen Ernährungsform sehr unterschiedlich entwickelt. Strukturen passen häufig exakt zusammen (Schlüssel-Schloss-Prinzip) Um Funktionen erfüllen zu können, die nur durch das Zusammenwirken zweier Komponenten vonstattengehen können, muss ein exaktes Zusammen- passen der beiden Strukturen gegeben sein (Schlüssel-Schloss-Prinzip). Diese Passgenauigkeit lässt sich beispielsweise bei der Substratspezifität von Enzymen, bei der spezifischen Abwehr von Krankheitserregern oder bei Anpassungen von Blütenformen und ihrer jeweiligen Bestäuber beobachten. Je größer die Oberfläche, desto besser der Stoffaustausch (Prinzip der Oberflächenvergrößerung) Die Vergrößerung der Oberfläche führt zu einer Steigerung der Aufnahme und Abgabe von Stoffen und einer Beschleunigung des Transports. Vergrößerung bei optimaler Platznutzung (Erhöhung der Austauschfläche pro Volumenein- heit) kann durch Faltung, Einstülpung, Windung oder Verzweigung von Ober- flächen geschehen. Beobachtbar ist das Prinzip der Oberflächenvergrößerung unter anderem bei der inneren Membran von Mitochondrien, bei der Dünn­ darmwand, bei den Lungenbläschen, bei den Kiemen von Fischen oder bei den Wurzelhaaren. Nebeneinander strömende Medien werden zur Konzentration und Rückführung genutzt (Gegenstromprinzip) Um Stoffe, Gase oder Wärme konzentrieren bzw. rückführen zu können, nutzt die Natur das Gegenstromprinzip. Das Prinzip findet auf Basis einseitig gerich- teter Diffusion ( S. 24 f). Der Austausch findet zwischen zwei Medien statt, die in entgegengesetzter Richtung durch eine Scheidewand getrennt, stetig aneinander vorbeiströmen. Die Konzentrierung des Endharns in der Niere wird u. a. mithilfe dieses Prinzips erreicht. Bau und Struktur tierischer sowie pflanzlicher Merkmale hängen davon ab, welche Funktionen bzw. Aufgaben die­ se erfüllen. Diesen Zusammenhang zwischen Struktur und Funktion gibt es nur bei Lebewesen. Wir können ihn auf verschiedenen Ebenen des Lebens (Zellbestandteile, Zellen, Gewebe, Organe, Organsysteme …) beobachten. Struktur und Funktion Erstelle im Laufe des Jahres deine eigene „Datensammlung“ für das Basiskonzept Struktur und Funk- tion. Wo ist es dir überall begeg- net? Selbst aktiv! Abwandlungsprinzip • tierische und pflanzliche Zellen  S. 20 ff • Zellen des Blutes  S. 134 • pflanzliche Gewebe  S. 22, 154 ff • menschliches Herz  S. 130 f • Blattmetamorphosen  S. 167 • Tracheen  S. 118 • Leitbündel  S. 157 Mundwerkzeuge • Säugetiergebisse  S. 104 f • Vogelschnäbel  S. 106 • Mundwerkzeuge der Insekten  S. 103 Schlüssel-Schloss-Prinzip • Substratspezifität von Enzymen  S. 41 • spezifische Abwehr  S. 135 • Blütenformen  S. 174 Oberflächenvergrößerung • Mitochondrienmembran  S. 21 • Dünndarmwand  S. 95 • Lungenbläschen  S. 121 • Kiemen  S. 116 • Wurzelhaare  S. 160 Gegenstromprinzip • Konzentrierung des Harns  S. 140 Nur zu Prüfzwecken – Eigentum des Verlags öbv