Begegnungen mit der Natur 5, Schulbuch

9 Das innere Milieu einer Zelle muss gegenüber dem äußeren Milieu konstant gehalten werden Die Zelle weist als kleinste lebende Funktionseinheit des Organismus eine bestimmte Konzentration an gelösten Stoffen auf (inneres Milieu). Diese muss konstant gehalten werden. Durch passive Transportvorgänge (Diffusion und Osmose,  S. 24 ff) sowie aktive Transportvorgänge (mittels Membranprotei- nen,  S. 25) werden Konzentrationsunterschiede zwischen Außen- und Innen­ milieu ausgeglichen. Die Konzentrationsbedingungen des Umfelds bewirken also, dass in der Zelle Regelmechanismen zum Ausgleich des inneren Zell­ milieus in Gang gesetzt werden. Der Einzeller Euglena kann zum Beispiel aktiv überschüssiges Wasser, das sich aufgrund der höheren Konzentration des Zellinneren im Vergleich zum Außen- medium ansammelt, mittels pulsierender Bläschen nach außen befördern und so das innere Milieu konstant halten. Aufgrund verschiedener Stoffwechselvorgänge in Organismen entstehen Stoffwechselprodukte, die für die Zellen unnötig bzw. sogar giftig sind. Über den Vorgang der Exkretion ( S. 138 f) werden sie mithilfe von Ausscheidungs- organen (Nephridien, Malpighi’sche Gefäße, Nieren …) aus dem Körper ausge- schieden. Regelkreise sorgen für die Einstellung eines Gleichgewichts Organismen benötigen unterschiedliche Stoffe, wie Sauerstoff, Nährstoffe, Kohlenstoffdioxid etc., um Energie für den Stoffwechsel bereitstellen zu können. Werden diese verbraucht, sind interne Regelkreise notwendig, die das Gleichgewicht wiederherstellen. Auch bei Änderungen, die physiologische Zustände, wie die Aufrechterhaltung der Körpertemperatur oder den Blut- druck, betreffen, müssen Regelmechanismen in Gang gesetzt werden, um Gleichgewichtszustände wiederherzustellen. Der Verbrauch von Sauerstoff im Zuge der Atmung setzt genauso Regel­ mechanismen in Gang wie der Verbrauch des Blutzuckers beim abbauenden Stoffwechsel. Die Schließzellen der Spaltöffnungen von Pflanzen schließen und öffnen sich in Abhängigkeit von der Verfügbarkeit von Kohlenstoffdioxid, Wasser und Licht. Dies geschieht über Regelmechanismen, die zur Änderung des Turgors in den Schließzellen führen. Die Zunahme von Individuenzahlen führt zu dichteabhängiger Regulation Steigt die Populationsdichte einer Art in einem Ökosystem über ein bestimm- tes Maß, werden Mechanismen zur Rückführung in einen Gleichgewichts­ zustand (dichteabhängige Regulation) in Gang gesetzt. Die Anzahl von Darmbakterien steigt bei günstigen Bedingungen um ein Viel- faches an. Die Populationsdichte wird allerdings durch „Selbstvergiftung“ durch selbst erzeugte Stoffwechselendprodukte begrenzt. Alle lebenden Systeme (Organismen und Lebensgemein­ schaften) müssen auf Änderungen, sowohl äußere als auch innere, schnell und effizient reagieren. Dazu sind Mechanismen zur Regelung und Steuerung notwendig. Regelmechanismen bewirken, dass trotz Störungen inne­ re Zustände in einem funktionsgerechten Rahmen (Soll­ wert) bleiben. Steuermechanismen ermöglichen Anpas­ sung an veränderte Bedingungen, da sie bestimmte Kenngrößen unabhängig von Sollwerten aktiv ändern können. Steuerung und Regelung Erstelle im Laufe des Jahres deine eigene „Datensammlung“ für das Basiskonzept Steuerung und Regelung. Wo ist es dir überall begegnet? Selbst aktiv! Aufrechterhalten des Zellmilieus • Transportvorgänge  S. 24 f • Euglena  S. 28 • Nephridien  S. 138 f. • Malpighi’sche Gefäße  S. 139 • Nieren  S. 139 f Regelkreise • Atmung  S. 114 • abbauender Stoffwechsel  S. 46 • Temperaturregelung  S. 133 • Blutdruck  S. 132 • Blutzuckerspiegel  S. 146 • Änderung des Turgors von Schließ­ zellen  S. 166 Dichteregulation • Darmbakterien  S. 54 • Überbevölkerung  S. 179 Nur zu Prüfzw cken – Eigentum des Verlags öbv