Begegnungen mit der Natur 6, Schulbuch

7 Zellen und Organe sind in Hinblick auf ihre Funktion abgewandelt (Abwandlungsprinzip) Sämtliche Zellen eines Individuums gehen aus einer einzigen Zelle hervor – der befruchteten Eizelle (Zygote). Nach vielen Teilungsschritten spezialisieren sich die Folgezellen, um unterschiedliche Funktionen erfüllen zu können. Die verschiedenen Funktionen bedingen auch unterschiedliche Zellformen. Bei- spielsweise sind Nervenzellen (Neurone), die für die Informationsweiter- leitung sorgen, komplett anders aufgebaut als weiße Blutkörperchen (Leuko- zyten), die eine wichte Rolle im Immunsystem spielen. Beide Zelltypen wirst du in diesem Jahr kennenlernen und erfahren, dass es jeweils verschieden abgewandelte Typen gibt, mit unterschiedlichen Funktionen. Strukturen passen häufig exakt zusammen (Schlüssel-Schloss-Prinzip) Das Schlüssel-Schloss-Prinzip ist wahrscheinlich aus dem vorigen Schuljahr noch ein Begriff. Es spielt zB eine Rolle bei der Struktur der Enzyme, welche auf die Struktur des zu verarbeitenden Substrates passgenau abgestimmt ist (Substratspezifität). Eine ähnliche passgenaue Abstimmung finden wir u. a. auch bei der Signal- übertragung zwischen Nervenzellen. Das Signal wird durch Botenstoffe (Transmitter) übertragen, die exakt zu der Struktur der Empfängerzelle (Rezeptoren) passen. Ein ausgeklügeltes System, das der Mensch im Alltag vor allem dann wahrnimmt, wenn es gestört wird: Die Wirkung vieler Drogen beruht zB darauf, dass dieses exakt abgestimmte Zusammenspiel gestört wird. Das Schlüssel-Schloss-Prinzip begegnet uns auch beim Immunsystem. Das Immunsystem erkennt schädigende (Mikro-)Organismen bzw. Fremdstoffe durch Molekülgruppen an der Oberfläche (Antigene), die eine Immunreaktion auslösen. Diese Antigene werden durch spezifische Rezeptoren von körper- eigenen Antikörpern erkannt, welche sich an sie binden und verschiedene Abwehrprozesse auslösen können. Das Immunsystem ist hochkomplex und arbeitet sehr effizient. Wenn es gestört wird, merken wir es meist sehr rasch. Je größer die Oberfläche, desto stärker der Stoffaustausch Auch das Prinzip der Oberflächenvergrößerung ist aus dem vorigen Schuljahr wahrscheinlich noch bekannt (zB beim Stoffaustausch an den Lungen- bläschen oder an den Darmzotten). Es begegnet uns im 3. Semester u.a. beim Bau des menschlichen Gehirns, des- sen äußerster Bereich, die Großhirnrinde, stark gefurcht ist. Durch diese Furchung ist die Oberfläche um ein Vielfaches größer. Wüstenfüchse haben im Vergleich zu Polarfüchsen größere Ohren und dadurch eine verhältnismäßig große Körperoberfläche. Sie geben dadurch mehr Körperwärme an die Umwelt ab, während Polarfüchse in kalten Gebie- ten Körperwärme zurückhalten müssen. Ähnliche Zusammenhänge zwischen Klima des Lebensraumes und dem Verhältnis von Körpervolumen zu Körper- oberfläche lassen sich bei vielen anderen Tierarten feststellen. Dies wird in den ökogeografischen Regeln beschrieben. Fast immer lassen sich diese Regeln auf das Prinzip der Oberflächenvergrößerung zurückführen. Aufbau und Form von Körpermerkmalen (Struktur) pas- sen zu ihrer Aufgabe und Bedeutung (Funktion). 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 • Zelldifferenzierung S. 45 • Nervenzellen S. 59 • Leukozyten S. 131 Schlüssel-Schloss-Prinzip • Transmitter (Nervensystem) S. 62 • Antigen-Antikörper (Immunsystem) S. 135 Oberflächenvergrößerung • Furchung der Großhirnrinde S. 81 • Ökogeografische Regeln S. 126 Nur zu Prüfzwecken – Eigentum des Verlags öbv