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Energiefluss | Biologie Sek II | Ökologie
Das Wichtigste aus dem Video
Tipp auf eine Zeit – das Video springt genau dorthin.
Transkriptautomatisch erstellt · 170 Zeilen
- hallo durch sicherlich schon mal davon gehört dass lebewesen energie benötigen um existieren zu können oder
- tiere benötigen energie beispielsweise für das schlagen des herzens zum denken für die atmung oder auch für die
- reproduktion auch für bewegungsabläufe wird energie benötigt obwohl pflanzen sich nicht bewegen können benötigen auch
- sie energie zum beispiel für das wachstum oder zum transport von wasser und
- mineralien durch die zellmembran doch woher beziehen die lebewesen ihrer energie viele menschen denken und dass
- es im ökosystem einen energiekreislauf gebe die energie also immer wieder recycelt werden kann
- sie meinen dass sobald ein tier stirbt die energie in die umgebung gelangt und wiederverwendet werden kann
- das ist jedoch grundlegend falsch stoffe wie kohlenstoff können immer wieder recycelt werden
- es gibt daher zum beispiel den kohlenstoffkreislauf im ökosystem energie ist jedoch kein stoff in diesem
- video wirst du lernen dass es im ökosystem keinen energiekreislauf sondern stets einen energiefluss gibt
- der in eine richtung verläuft der energiefluss beschreibt den weg der energie in einem ökosystem von der sonne
- über die pflanzen und über alle weiteren lebewesen doch bevor wir den energiefluss im
- ökosystem genauer betrachten sollten wir einige grundlegende energetische prinzipien betrachten ohne diese
- prinzipien ist einverständnis des energieflusses nur schwer möglich energie kann in unterschiedlichen formen
- gespeichert und übertragen werden es gibt viele verschiedene energieformen für die biologie sind folgende form
- besonders relevant die chemische energie die bewegungsenergie die lichtenergie und die wärmeenergie die chemische
- gespeicherte energie spiel für biologische prozesse aller lebewesen eine zentrale rolle
- sie wird durch bestimmte chemische eigenschaften den stoffen gespeichert für lebewesen sind nährstoffe bedeutende
- chemische energieträger das sind für pflanzen und tiere kohlenhydrate fette und eiweiße
- mineralien und vitamine sind für lebewesen zwar auch wichtig sie sind aber keine energiequelle der wichtigste
- chemische energie speicherte lebewesen ist atp also adenosintriphosphat bei der pyrolyse von atp wird energie frei
- gegeben die wissenschaftler bezeichnen diesen stoff oftmals als die universellen energieträger aller
- lebenden zellen ohne atp wäre also kein leben möglich bewegungsenergie ist die energie die ein
- körper aufgrund seiner bewegung besitzt licht wie beispielsweise das licht der sonne besitzt lichtenergie
- wärme energie ist die energie denen der ungeordneten bewegung der atome oder moleküle eines stoffes gespeichert ist
- energie kann von einer energieform in eine andere energie form umgewandelt werden
- pflanzen können beispielsweise lichtenergie in chemische energie und wärme energie umwandeln
- dabei wird die energie der sonne auf die pflanze übertragen tiere können beispielsweise die
- chemische energie der nährstoffe in bewegungsenergie und wärme energie umwandeln
- dabei wird die energie der nährstoffe auf das tier übertragen viele schüler sind der meinung dass
- energie verloren gehen kann oder hergestellt werden kann in der alltagssprache sagen wir zum
- beispiel das energie beim sport verbraucht wird oder dass ein kraftwerk energie erzeugt in wirklichkeit wird
- dabei aber nur energie von einer energieform in eine andere energieform umgewandelt beim joggen beispielsweise
- wird chemische energie der nährstoffe in bewegungsenergie und wärmeenergie umgewandelt energie kann niemals
- hergestellt verbraucht oder verloren gehen energie bleibt stets erhalten dies ist
- ein fundamentaler satz der physik an dem nichts zu rütteln ist man nennt ihn auch den energie
- erhaltungssatzung oder den ersten hauptsatz der thermodynamik die energiemenge des universums bleibt
- also stets konstant nach diesem satz sollte es organismen doch möglich sein ihre energie wieder
- und wieder zu verwenden oder energie kann ja nicht verloren gehen dann könntest du ja immer weiter sport
- treiben so ist es aber nicht energie kann nämlich entwertet werden
- dies besagt der zweite hauptsatz der thermodynamik er besagt dass bei jeder
- energieumwandlung stets ein teil in wärmeenergie umgewandelt wird wärme energie ist eine sehr ungeordnete wenig
- nutzbare energie diese energie kann nicht wieder zurück umgewandelt werden sie kann also nicht
- recycelt werden man spricht davon dass energie entwertet wurde organismen können energie also
- nicht immer wieder verwenden weil jeder umwandlung ein teil der energie entwertet wird
- wenn du also sport machst wird energie die in deinem körper chemische gespeichert ist in bewegungsenergie
- umgewandelt dabei wird ein teil der energie auch in wärmeenergie umgewandelt wenn dir wird
- warm die energie ist also immer noch da nur nicht in deinem körper sondern außerhalb
- in form von wärme energie diese energie kannst du nicht mehr benutzen
- den zweiten hauptsatz der thermodynamik können wir auch mit hilfe der so genannten entropie formulieren entropie
- ist ein maß für die anordnung eines systems wo der anders entropie ist die menge an nicht nutzbarer ungeordneter
- energie eines systems je größer die entropie desto größer die unordnung wärmeenergie ist eine ungeordnete
- energie sie stellt also ein ruhe entropie dabei jeder umwandlung ein teil der energie in ungeordnete wärmeenergie
- umgewandelt wird nimmt somit auch die entropie also die unordnung eines systems zu wird einem system jedoch
- geordnete energie zugeführt so kann die entropie verringert werden halten wir noch einmal fest energie kann
- in mehreren formen vorliegen sie kann von einem system auf ein anderes übertragen werden
- sie kann von einer form in eine andere form umgewandelt werden und sie kann zwar in die erzeugt oder verloren gehen
- aber zu werben energie entwertet und für lebewesen wenig nutzbar werden ordnung kann in einem system nur hergestellt
- werden wenn dem system geordnete energie zugefügt wird da durch diese grund aspekten und
- kennengelernt hast können wir uns jetzt den energiefluss widmen betrachten wir dazu zunächst ein
- ökosystem in diesem fall einen wald organismen und ökosysteme sind geordnete systeme
- das heißt sie bilden hoch komplexe strukturen aus wie du bereits erfahren hast kann die ordnung eines systems nur
- aufrechterhalten werden wenn ständig geordnete energie hinzugefügt wird wie schaffen es ökosysteme und
- organismen also geordnete strukturen auszubilden ökosysteme sind keine geschlossenen sondern offene systeme das
- heißt dass sie mit ihrer umgebung sowohl stoffe als auch energie austauschen können ökosysteme nehmen ständig
- nutzbare geordnete energie auf und geben entropie an die umgebung ab erst das ermöglicht es diesem system eine ordnung
- aufzubauen und komplexe strukturen zu bilden geortet der energie ist zb licht energie
- und chemische energie um geordnete energie ist wärmeenergie energie fließt demnach ständig durch die
- ökosysteme unserer welt schauen wir uns nun die prozesse genauer an die an diesem energiefluss beteiligt
- sind die energie die dem ökosystem ständig zugefügt werden muss stammt primär von
- der sonne die gesamte energie für nahezu alle lebenden organismen stand letzten endes von der sonne die sonne spielt die
- grundlegende rolle als direkte oder indirekte energiequelle für die meisten organismen der energiefluss durch ein
- ökosystem beginnt damit dass pflanzen und einige bakterien die lichtenergie der sonne für sich nutzbar machen
- die energie wird von der sonne auf die pflanzen übertragen einige schüler sind der auffassung dass
- pflanzen ihre benötigte energie mit hilfe ihrer wurzeln direkt aus dem boden oder aus wasser aufnehmen
- diese vorstellung ist falsch da pflanzen zwei mineralstoffe und wasser aus dem boden aufnehmen
- diese stoffe jedoch nicht energetisch nutzbar sind pflanzen können sich ihre energetisch
- nutzbare nährstoffe aus wasser und kohlenstoffdioxid selber herstellen pflanzen nehmen bei diesem prozess
- energiearme stoffe nämlich kohlenstoffdioxid und wasser auf und wandeln sie unter energetischer nutzung
- der lichtenergie in energiereiche kohlenhydrate und sauerstoff um dabei wird die lichtenergie in chemische
- energie umgewandelt und in den kohlenhydraten gespeichert die kohlenhydrate nutzt die pflanze als
- nährstoffe dieser prozess wird als photosynthese bezeichnet solche organismen die ihre
- nährstoffe selbst synthetisieren können werden als auto traf also selbst ernähren bezeichnet die chemische
- energie die nun in den kohlenhydraten in der pflanze gespeichert ist muss nun für stoffwechselvorgänge der pflanze nutzbar
- gemacht werden dieser prozess wird als reparation oder zellatmung bezeichnet
- vielleicht kennst du diesen prozess bereits von tieren oder vom menschen viele menschen glauben pflanzen würden
- keine zellatmung betreiben auch pflanzen betreiben sie jedoch denn solange die energie nur in gespeicherte
- form vorliegt ist sie für die pflanzen wenig sinnvoll bei der zellatmung werden energiereiche
- organische stoffe wie beispielsweise die kohlenhydrate abgebaut dazu benötigt die pflanze sauerstoff die
- kohlenhydrate und der sauerstoff werden während der zellatmung zu wasser und kohlenstoffdioxid abgebaut
- durch diesen abbau wird energie frei gegeben diese energie wird dann auf atp übertragen das atp verdankt die nötige
- energie für alle erdenklichen lebensvorgänge der pflanze fassen wir noch einmal zusammen
- die photosynthese ist der prozess bei dem die lichtenergie der sonne durch auto trophy organismen in chemische
- energie umgewandelt wird und in nährstoffe gespeichert wird die in diesen kohlenhydraten
- gespeicherte chemische energie die den pflanzen dann als energie für die zellatmung und kann somit für
- stoffwechselprozesse genutzt werden bei jeder umwandlung von energie mit ein teil der energie in wärme energie
- umgewandelt du erinnerst dich das war der zweite hauptsatz der thermodynamik die
- restauration und die stoffwechselprozesse der pflanze führen also zur umwandlung eines teils der
- energie in wärme energie diese wird von der pflanze an die umgebung abgegeben das r steht für
- respiratorische wärme energie für ihren stoffwechsel verwenden pflanzen etwa die hälfte der gespeicherten energie
- die andere hälfte wird für den aufbau von biomasse genutzt und somit chemischen der pflanzlichen biomasse
- gespeichert schauen wir uns nun an woher tiere ihre energie beziehen einige leute haben die vorstellung dass
- auch tiere oder menschen die lichtenergie der sonne aufnehmen und nutzen können dies ist jedoch falsch
- tiere haben gar nicht die strukturen die für das betreiben von photosynthese notwendig sind die tiere können ihre
- nährstoffe also nicht wie pflanzen mit hilfe der lichtenergie selbst herstellen vielmehr müssen sie durch ihre ernährung
- nährstoffe aufnehmen die sie dann energetisch nutzen können pflanzenfresser wie der hase ernähren
- sich von pflanzen fleischfressende tiere wie der fuchs ernähren sich wiederum von anderen tieren wie beispielsweise diesem
- hasen man nennt diese ernährungsweise hätte rot-rot wurde auf deutsch fremd
- annähernd betrachtet beispielsweise einmal den hasen durch die nahrungsaufnahme und die
- verdauung nimmt der pflanzliche biomasse in seinem körper auf einige schüler haben oft die falsche vorstellung dass
- energie direkt durch die verdauung bereitgestellt wird die verdauung liefert aber noch keine energie auch
- tiere müssen die pflanzen überall im körper regulation betreiben um die chemische gespeicherte energie der
- nährstoffe auf atp zu übertragen so kann der hase die in den pflanzmaterial gespeicherte chemische
- energie für seine lebens vor gerne nutzen und sich zum beispiel fortbewegen die chemische energie der kohlenhydrate
- wird dabei im mechanische bewegungsenergie umgewandelt war all diese branagh die umwandlung wird ein
- teil der energie natürlich wie immer in respiratorische wärmeenergie umgewandelt die energie wurde also entwertet und
- wird an die umgebung abgegeben die umwandlung der energie in wärme energie ist für den hasen jedoch kein
- verlust sondern von großem nutzen nur dadurch kann er seine körpertemperatur aufrecht erhalten einen teil der
- aufgenommen pflanzennahrung weiterhin für die produktion von körpereigene substanz nutzen
- der hase nimmt an masse zu tiere speichern aufgenommene energie hauptsächlich im fettgewebe
- organismen eines ökosystems lassen sich nach ihrer wichtigsten energiequelle unterscheiden
- in einer sogenannten trophy stufe werden alle lebewesen zusammengefasst die eine vergleichbare ernährungsweise besitzen
- produzenten kennst du bereits das sind alle photosynthese betreibenden organismen also hauptsächlich pflanzen
- sie können die energie der sonne nutzen und in energiereichen organischen verbindungen speichern
- sie produzieren also nährstoffe primär konsumenten sind pflanzenfresser oder auch herbe wurden genannt die sich von
- pflanzlicher biomasse ernähren sie nehmen durch ihre ernährung pflanzliche nährstoffe auf und können
- die darin gespeicherte chemische energie durch zellatmung nutzen primär konsumenten werden von sekundär
- konsumenten wie beispielsweise dem fuchsie gefressen sekundär konsumenten ernähren sich also von der biomasse der
- primär konsumenten und können die darin enthaltene chemische energie zu einem gewissen grad für sich nutzbar machen
- herziger konsumenten ernähren sich wiederum von diesen sekundär konsumenten so frisst der wolf beispielsweise den
- fuß fassen wir einmal zusammen und schauen uns den energiefluss bis hierhin an die sonne ist der startpunkt des
- energieflusses durch die photosynthese wird die lichtenergie der sonne auf kohlenhydrate pflanzen übertragen und
- dabei in chemische energie umgewandelt pflanzen nutzen die energie für stoffwechselvorgänge und geben
- respiratorische wärmeenergie ab außerdem bauen sie eigene biomasse auf primär konsumenten ernähren sich von
- pflanzlicher biomasse in der die energie der sonne chemische gespeichert ist sie nutzen die darin gespeicherte
- energie für stoffwechselvorgänge dabei entsteht respiratorische wärme energie die an die umgebung abgegeben wird
- die sekundär konsumenten wiederum ernähren sich von der prima konsumenten und die tertia konsumenten von den
- sekundär konsumenten auch sie geben respiratorische wärmeenergie ab die biomasse und die darin gespeicherte
- energie wird also von einer trophy stufe zur nächsten übertragen wie du siehst stammt letztlich die
- gesamte energie für alle organismen indirekt von der sonne die lichtenergie der sonne muss jedoch
- zunächst durch die pflanzen in chemische energie umgewandelt werden du siehst die pflanzen sind der
- knackpunkt des energieflusses ohne sie könnte die energie der sonne nicht genutzt werden
- aber was passiert eigentlich tippt entweicht sobald der fuchs tot ist die gesamte energie aus seinem körper
- ein totes tier besitzt doch keine energie mehr oder doch in der biomasse des fuchses ist immer noch die chemische
- energie gespeichert energie kann ja auch nicht verloren gehen oder einfach so aus dem fuchs
- entweichen sogenannte desto enten ernähren sich von abgestorbenen organische materialien und ausschaltung
- produkten von jeder trophy stufe gelangt abgestorbene biomasse zu den disponenten auch die des trennten entwerten die
- energie der aufgenommen organische materialien und geben sie als wärmeenergie an die umgebung ab
- was du nun vor dir siehst ist der gesamte energie fluss durch ein ökosystem
- ein knackpunkt hat das ganze aber noch ein großer teil der in der biomasse gespeicherten energie wird auf jeder
- stufe der nahrungskette den der zellatmung in wärmeenergie umgewandelt dabei wird biomasse abgebaut die energie
- wird an die umgebung abgegeben außerdem wird ein teil der biomasse nämlich ausscheidungs produkte und tote
- organismen und die darin gespeicherte chemische energie jeder profi stufe auf die disponenten übertragen
- diese biomasse samt energie wird also nicht auf die nächste stufe übertragen es werden also immer nur ein kleiner
- teil der biomasse und der energie an die nächste trophy stufe übertragen nach einer faustregel stehen der nächst
- höheren profi stufe jeweils nur zehn prozent der energie der vorherigen stufe zur verfügung
- berücksichtigen wird diese tatsache so muss unser energiefluss wie folgt aussehen
- die breite der gelben pfeile stellt die energiemenge da die auf die nächste trophy stufe übertragen wird
- sie werden nach jeder trophy stufe um 90 prozent kleiner dann nur etwa ein zehntel der energie auf die nächste
- stufe übertragen wird wie du also siehst kommt bei den höheren trophy stufen nur eine geringe menge an energie an
- ihnen steht weniger biomasse und somit weniger energie zur verfügung daher kann es auch nicht beliebig viele trophy
- stufen geben da die energie für sie irgendwann nicht mehr ausreichen würde höhere trophy stufen bestehen somit
- meist aus weniger individuen und weniger biomasse als niedrigeres trophy stufen jetzt siehst du den gesamten
- energiefluss vor dir rufen wir uns zum abschluss des videos noch einmal den energie erhaltungssatzung gedächtnis
- energie wird nicht vernichtet und kann nicht hergestellt werden letzten endes wird die gesamte licht
- energie die von den pflanzen aufgenommen wurde irgendwann in wärmeenergie umgewandelt und auf diese weise aus dem
- ökosystem hinaus gelangen die gesamtmenge der sonnenenergie die die erde erreicht wird auch früh oder
- lang entwertet und zu wärme energie und kann nicht recycelt werden energie muss einem ökosystem daher
- ständig durch die sonne hinzugefügt werden am ökosystem gibt es als bilanz also
- keinen energiekreislauf sondern stets einen energiefluss
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