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Stoffwechselphysiologie  BIOLOGIE

 Materialien SII
Stoffwechselphysiologie


BIOLOGIE



Materialien SII

Andreas Christian, Mackensen-Friedrichs Iris, Christian Wendel, Elisabeth Westendorf-Bröring (Hrsg.)

Schroedel
EAN: 9783507109186 (ISBN: 3-507-10918-2)
106 Seiten, kartoniert, 19 x 26cm, 2006

EUR 19,50
alle Angaben ohne Gewähr

Rezension
Die "Grüne Reihe" befasst sich in einzelnen Themenbänden mit verschiedenen zentralen und höchst interessanten Themen der Biologie. Die Reihe umfasst derzeit die Bände zu den Themen Genetik, Neurobiologie, Ökologie, Stoffwechselphysiologie und Zellbiologie. Jeder Band geht umfassend, sehr ausführlich und tiefgehend auf sein jeweiliges Schwerpunktthema ein. Die Biologie wird auf inhaltlich höchstem Niveau vermittelt. Indem die neusten wissenschaftlichen Erkenntnisse in die Lehrwerke eingearbeitet sind, ist die Reihe zudem noch brandaktuell. Die einzelnen Kapitel sind sinnvoll aufgebaut und klar strukturiert. Zahlreiche (fach- und nicht fachbezogene) Exkurse sorgen für eine weitsichtige Betrachtung der Dinge. Man merkt, dass die schülergerechte Vermittlung der Inhalte einen hohen Stellenwert hat. So sind die Texte verständlich formuliert und suchen oft die Praxisnähe. Darüber hinaus werden sie durchgängig von Bildmaterial begeleitet und so äußerst treffend veranschaulicht. Bei dem Bildmaterial handelt es sich (im Vergleich zu anderen Schulbüchern) um hervorragende Grafiken und gestochen scharfe Fotos in besonderer Qualität mit einer für Schulbücher unüblichen detailtreue. Das lässt die Bebilderung nicht nur ansprechend und hochwertig wirken, sondern sie liefern dadurch auch Informationen auf einem hohen Standard. Die Fülle der hochwertigen Bilder zusammen mit dem modernen Layout verleiten geradezu zum Schmökern in dem Lehrwerk. Auch beinhalten die Bände diverse Praktika, in denen Anleitungen zu Versuchen sind, die die Schüler eigenständig durchführen können. Porträts bedeutender Wissenschaftler und ein hilfreiches Glossar am Ende eines Themenbandes runden dieses Werk ab. Die Themenbände der "Grünen Reihe" gehören mit Abstand zu den besten Lehrwerken für die Biologie in der Oberstufe.

Ferrao, lehrerbibliothek.de
Verlagsinfo
geeignet für: alle Bundesländer
Schulform: Gesamtschule, Gymnasium, Sekundarstufe II


Beschreibung:
Die Materialienbände der Grünen Reihe widmen sich jeweils einem Schwerpunktthema, das tiefgehend und umfangreich dargestellt wird - wissenschaftlich fundiert und praxisorientiert. Sie sind für den Biologieunterricht auf hohem inhaltlichem Niveau konzipiert und berücksichtigen neueste Methoden und Kenntnisse aus der Wissenschaft.

Der völlig neu bearbeitete Schülerband Stoffwechselphysiologie führt die Schülerinnen und Schüler in Richtung des Energieflusses durch das Stoffwechselgeschehen von Pflanzen, Tieren und Menschen.

Viele neue Grafiken erleichtern das Erfassen der verschiedenen Stoffwechselvorgänge. Zusammenfassende Übersichten fördern das Gesamtverständnis. In zahlreichen Exkursen wie z. B. Doping, Energiedrinks oder Tauchen werden Bezüge zu aktuellen Themen hergestellt.
Inhaltsverzeichnis
Was ist Stoffwechselphysiologie? 6


Inhaltsstoffe der Zelle
8

1 Proteine 8

2 Kohlenhydrate 10

3 Fette 12

4 Wasser, Mineralsalze, Spurenelemente und Vitamine 13

Praktikum: Inhaltsstoffe der Zelle 14
Aufgaben 15


Umwandlung und Speicherung von Energie
16

1 Energie und Entropie 16
Exkurs (Physik): Erster und zweiter Hauptsatz der Thermodynamik 18

2 Energieumwandlung bei chemischen Reaktionen 19

3 Energiespeicher und -Überträger in der Zelle 20
Exkurs (Ökologie): Energiefluss und Biomassenverteilung in Ökosystemen 21

Praktikum: Energiehaushalt 22
Aufgaben 23


Stoffumwandlung durch Enzyme
24

1 Bau und Funktion von Enzymen 24
1.1 Enzyme sind Biokatalysatoren 24
1.2 Enzyme sind substratspezifisch 25
1.3 Enzyme sind wirkungsspezifisch 26
1.4 Enzyme sind milieuspezifisch 27
Exkurs (Mikrobiologie): Extremophile 27

2 Reaktionsgeschwindigkeit und Beeinflussung der Enzymaktivität 28
2.1 MICHAELIS-MENTEN-Konstante 28
2.2 Enzyme können gehemmt werden 29
2.3 Enzyme können reguliert werden 30
2.4 Cofaktoren 31
Exkurs (Technik): Nutzung von Enzymen bei der Stärkeverzuckerung 32
Exkurs (Medizin): Enzyme in der medizinischen Therapie, Diagnostik und Analytik 33

Praktikum: Zersetzung von Wasserstoffperoxid durch Katalase 34
Aufgaben 35


Wasser- und Mineralsalzhaushalt bei Pflanzen
36

1 Bedeutung der Mineralsalze für die Pflanzen 36
1.1 Pflanzen brauchen Mineralsalze 36
Exkurs (Landwirtschaft): Hydrokultur 37
Exkurs (Geologie): Phosphor 37
1.2 Düngung und Pflanzenwachstum 38
Porträt: Justus LIEBIG 38
1.3 Stickstoff-Assimilation 39
Exkurs (Ökologie): Pflanzen als Bodenanzeiger 40

2 Wasser als Stabilitätsfaktor 41
Exkurs (Ökologie): Extreme Standorte 41
2.1 Turgor und Plasmolyse 41
2.2 Diffusion und Osmose 43
2.3 Wasserpotential 44

3 Wasser- und Stofftransport in Pflanzen 45
3.1 Bedeutung der Wurzeln 45
3.2 Bau der Wurzel 46
3.3 Aufnahme und Transport von Wasser und Mineralsalzen 47
3.4 Ferntransport über Xylem und Phloem 49
Steckbrief: Guttation 51
Steckbrief: Extreme Transportleistungen 51
3.5 Blattaufbau und Transpiration 52

4 Besondere Ernährungsformen bei Pflanzen 54

Praktikum: Wasser- und Mineralsalzhaushalt 56
Aufgaben 58


Fotosynthese und Chemosynthese
60

1 Fotosynthese - Grundlage unseres Lebens 60
Exkurs (Evolution): Fotosynthese - auch eine Naturkatastrophe 61
1.1 Kohlenstoffdioxid und Fotosynthese 62

2 Chloroplasten - Orte der Fotosynthese 64
2.1 Aufbau der Chloroplasten 64
2.2 Licht und Blattfarbstoffe 65
Exkurs (Evolution): Endosymbiontentheorie 65
Exkurs (Ökologie): Bunter Herbstwald 67
2.3 Funktion der Pigmente in der Thylakoidmembran 68

3 Ablauf der Fotosynthese 69
3.1 Lichtabhängige Reaktionen der Fotosynthese 69
3.2 Lichtunabhängige Reaktionen der Fotosynthese: CALVIN-Zyklus 72
Exkurs (Technologie): Algen als Quelle für Autokraftstoff? 73
Porträt: Melvin Calvin 73
3.3 Abhängigkeit der Fotosynthese von äußeren Faktoren 74

4 Spezialisten der Fotosynthese - C4- und CAM-Pflanzen 76

5 Chemosynthese 78
Exkurs (Ökologie): Schwarze Raucher 79

Praktikum: Fotosynthese und Chemosynthese 80
Aufgaben 82


Ernährung, Verdauung und Resorption
84

1 Nährstoffbedarf und gesunde Ernährung 84
Exkurs (Ökotrophologie): Functional Food 85

2 Verdauung 86
2.1 Verdauungstrakt 86
2.2 Abbau und Resorption der Kohlenhydrate 88
Steckbrief: Stofftransport durch Membranen 89
2.3 Abbau und Resorption von Fetten 90
Exkurs (Ökotrophologie): Damit Fett nicht fett macht 91
2.4 Abbau und Resorption von Proteinen 92
2.5 Resorption von Wasser, Mineralsalzen und Vitaminen 93
Exkurs (Ökotrophologie): Beflügelnde Energy-Drinks? 93
2.6 Leber - das zentrale Stoffwechselorgan 94
2.7 Bauchspeicheldrüse 95
Exkurs (Medizin): Hepatitis 95

Aufgaben 96


Intrazellulärer Abbau energiereicher Stoffe
98

1 Abbau von Glucose 98
1.1 Glykolyse 98
1.2 Citratzyklus 100
1.3 Atmungskette 102
1.4 Gärungen 104
Exkurs (Geschichte): Gärungen in der „antiken" Biotechnologie 105

2 Abbau von Aminosäuren 106

3 Abbau von Fetten 107

4 Vernetzung des Zellstoffwechsels 108

5 Energiehaushalt der Tiere 109
5.1 Stoffwechselintensität und Energieumsatz 109
Exkurs (Ökologie): Anpassungen an extreme Temperaturen 111
5.2 Messung des Energieumsatzes 112
Steckbrief: Regulation von Hunger und Sättigung 114

Praktikum: Intrazellulärer Abbau energiereicher Stoffe 115
Aufgaben 116


Atmung 118

1 Bau und Funktion der Lunge 118

2 Gasaustausch 120
Steckbrief: Haut, Tracheen, Kiemen 121

3 Regulation der Atmung 122
Exkurs (Medizin): Surfactant - damit die Lunge sich entfaltet 122

Aufgaben 123


Herz, Kreislauf und Blut
124

1 Anatomie und Funktion des Herzens 125
Exkurs (Medizin): Herzerkrankungen 126
Steckbrief: Herztypen 126
Steckbrief: Kreislaufsysteme 126

2 Transportsysteme für Blut und Lymphe 127

3 Blut 129
3.1 Blutzusammensetzung 129
Steckbrief: Blutgruppen 130
Exkurs (Medizin): Blutdoping 130
3.2 Gastransport 131
Exkurs (Medizin): Tauchen 133
3.3 Blutzuckerregulation 134
Exkurs (Medizin): Diabetes mellitus 135

Praktikum: Herz, Kreislauf und Blut 136
Aufgaben 137


Muskeln und Bewegung
138

1 Bau und Funktion der Muskulatur 138
1.1 Aufbau und Kontraktion der quer gestreiften Muskulatur 138
1.2 Regulation der Muskelkontraktion 140
Exkurs (Biomechanik): Kraft und Größe 141

2 Muskelstoffwechsel 142
Exkurs (Medizin): Muskelkater, Muskelkrampf und Totenstarre 143
2.1 Muskeltraining und Anabolika 144

Aufgaben 145


Exkretion und Wasserhaushalt
146

1 Bau und Funktion der Säugetierniere 146

2 Wasser- und Salzhaushalt des Menschen 148
Exkurs (Medizin): Wenn die Nieren versagen 149
Exkurs (Ökologie): Formen der Stickstoffausscheidung 150
Steckbrief: Exkretionsorgane wirbelloser Tiere 150

Aufgaben 151


Glossar 152

Register 157

Hinweise zum sicheren Experimentieren 160