Grundlegende Daten und Begriffe – Natur und Technik

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Jahrgangsstufe 5 Natur und Technik

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Grundlegende Daten und Begriffe – Natur und Technik Jahrgangsstufe 5 (G9)

1. Biologie – die Wissenschaft von den Lebewesen:

Kennzeichen des Lebens:

 aktive Bewegung

 Reizbarkeit

 Wachstum

 Stoffwechsel

 Fortpflanzung

 Aufbau aus Zellen

 Änderung über längeren Zeitraum (Evolution)

Bau der Zellen:

Die Zelle ist die kleinste allein lebensfähige Einheit (Baustein) eines Lebewesens. Alle Zellen bestehen unter anderem aus einer Zellmembran, dem Zellplasma und einem Zellkern mit Erbgut (Ausnahme: Bakterien).

Pflanzliche Zellen haben außerdem eine Zellwand und eine Vakuole. Grüne Pflanzenteile enthalten zusätzlich Chloroplasten in ihrem Zellplasma.

2. Informationsaufnahme, Informationsverarbeitung und Reaktion:

Sinnesorgane/Nervensystem:

Reiz Sinnesorgan, Reizaufnahme und Umwandlung in einen elektrischen Impuls aaaaaaasensorischer Nerv Gehirn/ Rückenmark , Verarbeitung motorischer Nerv aaaaaaaMuskel Reaktion

3. Aktive Bewegung:

Wichtige Bestandteile des Skeletts:

 Schädel

 Wirbelsäule

 Schultergürtel

 Beckengürtel

 Brustkorb

 Armskelett (Oberarmknochen, Elle, Speiche, Handwurzelknochen, Mittelhandknochen, Fingerknochen)

 Beinskelett (Oberschenkelknochen, Kniescheibe, Schienbein, Wadenbein, Fußwurzelknochen, Mittelfußknochen, Zehenknochen)

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2 Muskeln:

Skelettmuskeln sind durch Sehnen mit den Knochen verbunden. Wenn die Muskeln arbeiten (unter Aufwand von Energie), verkürzen sie sich und werden dicker (= Kontraktion). Da sich ein Muskel nicht aktiv dehnen kann, braucht er einen Gegenspieler (Antagonist), der ihn durch seine eigene Kontraktion dehnt.

Daher sind zur Bewegung immer ein Beuger und ein Strecker, also Gegenspieler, nötig (Gegenspieler- Prinzip).

4. Stoffwechsel - Stoff- und Energieumwandlung:

Zusammensetzung unserer Nahrung:

 Nährstoffe: die Zucker (Saccharide, veraltet: Kohlenhydrate), die Fette (Lipide) und die Eiweiße (Proteine); Zucker und Fette sind Energieträger, Eiweiße sind Bausteine der Zelle

 Kann enthalten sein: Vitamine, Mineralsalze, Ballaststoffe und Wasser (H2O)

Zähne:

Das menschliche Gebiss besteht aus Schneidezähnen, Eckzähnen und Backenzähnen.

Verdauung:

In den verschiedenen Abschnitten des Verdauungssystems (Mund, Magen und Dünndarm) werden die Nährstoffe durch Enzyme in ihre kleinsten Bausteine zerlegt. Diese treten (diffundieren) durch die Dünndarmwand in das Blut und werden im Körper verteilt. Im Dickdarm erfolgt die Rückgewinnung von Wasser und darin gelöster Stoffe.

Blut:

Das Blut besteht aus einer wässrigen Flüssigkeit (Blutplasma), in der verschiedene Blutzellen schwimmen:

 Rote Blutkörperchen: zum Transport von Sauerstoff

 Weiße Blutkörperchen: zur Abwehr von Krankheitserregern

 Blutplättchen: dienen der Blutgerinnung

Blutkreislauf:

Abb. 1: Blutkreislauf eines Säugetiers

Lungenkapillaren Lungenvene

Linke Herzvorkammer rechte Herzvorkammer

Lungenarterie

Linke Herzhauptkammer rechte Herzhauptkammer

Aorta = Hauptschlagader, führt allen Körperarterien das Blut zu

Körpervene

Körperkapillaren

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Arterien führen das Blut vom Herzen weg. In den Venen strömt es zum Herzen zurück. Die Kapillaren sind die kleinsten Blutgefäße. Hier findet der Stoffaustausch (Gase und Nährstoffe) zwischen Blut und Zellen statt.

Atmung:

 Äußere Atmung: Beim Einatmen gelangt die Luft durch die Luftröhre und die Bronchien bis in die dünnwandigen Lungenbläschen. Dort wird der für die Zellatmung notwendige Sauerstoff (O2) ins Blut aufgenommen und Kohlenstoffdioxid (CO2) abgegeben. In der Lunge findet also ein Gasaustausch statt.

 Innere Atmung: Durch chemische Stoffwechselreaktionen setzt der menschliche Körper in den Zellen mit Hilfe des eingeatmeten Sauerstoffs (O2) Energie aus Nährstoffen frei. Man bezeichnet diesen Vorgang als Zellatmung oder innere Atmung.

Traubenzucker + Sauerstoff  Kohlenstoffdioxid + Wasser │ Energie wird frei

5. Fortpflanzung, Wachstum und Individualentwicklung:

Sexuelle Fortpflanzung:

Die Verschmelzung des Zellkerns einer weiblichen Keimzelle (Eizelle) mit dem Zellkern einer männlichen Keimzelle (Spermium) bezeichnet man als Befruchtung. Aus der befruchteten Eizelle (Zygote) entsteht durch Zellteilung ein neues Lebewesen.

Art:

Alle Lebewesen, die sich miteinander fortpflanzen und dabei fruchtbare Nachkommen hervorbringen, gehören zu einer Art.

6. Samenpflanzen als Lebewesen Aufbau der Blüte:

 Kelchblätter

 Kronblätter

 Stempel (der weibliche Teil der Blüte) bestehend aus Narbe, Griffel und Fruchtknoten, welcher die Samenanlage/n mit mindestens einer Eizelle (weibliche Keimzelle) trägt

 Staubblätter (männlicher Teil der Blüte) mit Pollen (männliche Keimzelle)

Bestäubung:

Der Pollen wird von einer Blüte auf die Narbe einer anderen Blüte derselben Art übertragen. Dies geschieht durch Insekten oder dem Wind.

Befruchtung:

Verschmelzung von weiblicher und männlicher Keimzelle.

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4 Früchte und Samen:

Nach der Befruchtung entwickelt sich aus dem Fruchtknoten die Frucht und aus der Samenanlage der Samen.

7. Ökosystem Grünland:

Definition Ökologie:

Teilgebiet der Biologie, beschäftigt sich mit den Beziehungen zwischen Lebewesen und ihrer Umwelt.

Population:

Individuen einer Art, die im gleichen Gebiet leben.

Ökosystem:

Einheit aus Lebensraum der Populationen und Lebensgemeinschaft aller Populationen.

Extensive Nutzung des Grünlandes:

Grünlandflächen werden nur zwei Mal pro Jahr gemäht; sehr geringe Düngung; geringer Eingriff des Menschen in den ursprünglichen Zustand der Pflanzen- und Tierwelt; in der Regel weisen solche Grünflächen eine hohe Artenvielfalt auf.

Intensive Nutzung des Grünlandes:

Grünlandflächen werden bis zu sechs Mal pro Jahr gemäht; Ernten werden meist vollständig an Milchkühe in Ställen verfüttert; wirtschaftlich sehr rentabel; häufige Düngung notwendig; Schädigung der Wiesen und Weiden; stark sinkende Artenvielfalt.