| 0. Biologie als Naturwissenschaft |
| Die moderne
menschliche Zivilisation zeichnet sich unter anderem vor allem durch
die Nutzung von Techniken aus, deren naturwissenschaftliche Grundlagen
hauptsächlich in den letzten 2 Jahrhunderten gelegt wurden. space Die Entwicklung dazu fand vornehmlich in den sogenannten "westlichen Ländern", Europa, Nordamerika statt und begann mit Kopernikus im 16. Jahrhundert, dem Begründer des heliozentrischen Weltbildes. Auf der Basis der Erkenntnisse der Chinesen, Inder, Ägypter, Griechen und Römer, die in den letzten Jahrtausenden grundlegende Gesetzmäßigkeiten der Natur beobachteten und beschrieben haben begann nach dem Mittelalter in den nördlichen Kontinenten die Entwicklung der individuellen Freiheit. Diese führte dazu, daß die in Religionen gefangenen Gesellschaften sich so veränderten, daß ein Trennung von Staat und Kirche möglich wurde und damit der Einzelne die naturwissenschaftlichen Erkenntnisse verstehen konnte. Dadurch verloren sie den Hauch der Mystik und Zauberei. Aus der Alchemie wurde die Chemie, dem Bild der von Gott geschaffenen Organismen wurde ein neues gegenübergestellt, in dem die Lebewesen durch langsame Evolution zufällig entstanden sind. Man fand Regeln der Vererbung und Evolution und entdeckte, daß alle Organismen einen gemeinsamen Grundbauplan haben, aus gleichen Stoffen aufgebaut sind, prinzipiell gleichen Stoffwechsel besitzen und ist im 20./21 Jahrhundert dabei selbst Hand an diese Prinzipien anzulegen. Deshalb ist der Weg zu modernen Techniken und Untersuchungsmethoden fast ausschließlich mit den Namen mitteleuropäischer bzw. amerikanischer Wissenschaftler gepflastert. Hier nur einige wenige, die mit dieser Entwicklung untrennbar verbunden sind: |
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1635 - 1705 |
1707-1778 |
Jean-Baptiste
Lamarck
1744-1829 |
Georges Cuvier
um 1800 |
um 1840 |
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Entdeckte um 1650 |
Begründete die wissenschaftliche Taxonomie der Organismen |
Botaniker, |
Begründer der Paäontologie und vergleichenden
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Pflanzen (Organismen ) bestehen aus Zellen; sein Kollege Schwann: Tiere bestehen aus Zellen |
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um 1859 |
um 1860 |
1906-1988 |
F.H.C.Crick |
um 1954 |
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Begründer der modernen Evolutionstheorie |
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Erfinder des Elektronenmikroskops |
Struktur der DNA |
Molekülstruktur der Proteine |
| Um einen Eindruck zu geben, in welcher Zeit die oben erwähnten Wissenschaftler gelebt und geforscht haben hier ein kurzer Überblick über die letzten 5 Jahrhunderte in Form eines Zeitstrahls. Klicken Sie auf die Jahreszahlen: |
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Unsere heutige Welt ist wesentlich durch
Technik geprägt. Dieser liegen die Naturwissenschaften zugrunde.
Wir wollen an 3 Beispielen versuchen herauszufinden, wie es sich
mit der Biologie im Vergleich zu anderen Naturwissenschaften verhält.
Bei Mixern und Verstärkern findet eigentlich keine Energietransformation statt (sieht man mal von der entstehenden Wärme ab.) Es wird nur der Zustand der elektronischen Signale geändert. Lautsprecherboxen enthalten als elektroakustische Wandler die Lautsprecher, die elektrische Energie in Schallenergie umwandeln. |
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Das 20. Jahrhundert war das Jahrhundert des Automobils. Dieses Fortbewegungsmittel stellt einen gewaltigen Fortschritt in der Fortbewegung dar und die Ablösung eines mehrere tausend Jahre alten Gefährten des Menschen, des Pferdes. Herzstück ist der Verbrennungsmotor, in dem z. B. beim Ottomotor Benzin mit dem Luftsauerstoff zu gasförmigen Produkten verbrannt werden. Die dabei entstehende Volumenvergrößerung und Energie wird in Bewegungsenergie umgewandelt. Diese Technik basiert klar auf einem rein chemischen Vorgang!
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Wale sind wasserlebende Säugetiere. Die modernen Wale entwickelten sich vor etwa 30-40 Millionen Jahren aus vierfüßigen Landtieren. Als Säugetiere müssen die Wale in bestimmten Abständen zum Atmen an die Wasseroberfläche. Bartenwale können ihren Atem beim Tauchen bis zu 50 Minuten anhalten, Pottwale bis zu 75 Minuten. Das Blasloch, manchmal auch Nasenöffnung genannt, besteht bei Zahnwalen aus nur einer äußeren Öffnung, bei Bartenwalen sind zwei Öffnungen sichtbar. Die komprimierte Atemluft wird durch das Blasloch ausgestoßen, wobei der Atem kondensiert und bei den großen Walen eine deutliche Wolke bildet, an der sich sogar einzelne Arten aus größerer Entfernung unterscheiden lassen. Ausatmen ist Teil des Stoffwechsels der Organismen, also Thema der Biologie. |
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| 1. Physik | Lehre von den Zuständen und Zustandsänderungen |
| 2. Chemie | Lehre von Stoffen und Stoffumwandlungen |
| 3. Biologie | Lehre von Lebewesen und ihrer Umwelt |
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1.1 Tier- und PfIanzenzellen |
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| 1.1.1 Einführung in die Cytologie | |||||
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Zellen wurden von Robert Hooke (1635 - 1705) in Kork entdeckt. Schwann und Schleiden postulierten 1838, daß alle Organismen aus Zellen bestünden. Es gibt einzellige Organismen (Protisten), z. B. |
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 Amöba proteus |
 Paramecium spec. |
 Chlamydomonas |
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 Hefe (Saccharomyces spec.) |
 Escherichia Coli |
 Spiniferites spec. |
und vielzellige Lebewesen wie z. B.
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 Volvox spec. |
 Cyclops spec. |
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Wölfe
(Canis lupus) |
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Die Zellzahl beim Menschen übersteigt die Zahl 1013. Bei Vielzellern spezialisieren sich die Zellen (Differenzierung) und bilden Gewebe und Organe. Man unterscheidet 2 verschiedene Zelltypen und teilt deshalb die Lebewesen auch unterschiedlich ein: |
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Organismen, die aus diesen Zellen bestehen |
| 1. Prokaryonten | Prokaryontische Zelle (Protozyte) | Bakterien |
| 2. Archäa | Prokaryontische Zelle | Archäbakterien |
| 3. Eukaryonten | Eukaryontische Zelle (Euzyte) | Tiere, Pflanzen, Pilze |
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Diese verschiedenen Zelltypen besitzen unter anderem einen unterschiedlichen Aufbau und verschiedene Lebensweisen. Archäbakterien stellten sich durch Untersuchungen in den letzten Jahren als eine eigenständige, von den anderen Bakterien völlig unterschiedliche Lebensform heraus. |
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Protisten: http://cti.itc.Virginia.EDU/~cmg/ |