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Autotrophe und heterotrophe Ernährung - Fotosynthese als Grundlage des Lebens 06:51 min

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Transkript Autotrophe und heterotrophe Ernährung - Fotosynthese als Grundlage des Lebens

Hallo. Unsere Welt ist ein empfindliches System aus Stoffwechselkreisläufen. Die verschiedenen Organismen beeinflussen sich gegenseitig. Dabei können keine Stoffe verloren gehen, alles wird wiederverwertet. Eine besondere Rolle nehmen dabei Pflanzen und Bakterien ein, die Fotosynthese betreiben. Sie sind die Grundlage des Lebens. In diesem Video geht es um autotrophe Ernährung von Pflanzen, um Chloroplasten als Organe der Fotosynthese, um heterotrophe Ernährung bei Tieren und Pilzen und um Nahrungskreisläufe. Beginnen wir mit der autotrophen Ernährung bei Pflanzen und einigen wenigen Bakterien. Hinter diesem komplizierten Begriff verbirgt sich ein ganz einfacher Vorgang: die Fotosynthese. Pflanzen nehmen über die Wurzeln Wasser und Mineralstoffe auf, die sie über die Sprossachse bis in die Blätter transportieren. Über die Spaltöffnungen der Blätter wird Kohlenstoffdioxid aus der Luft aufgenommen. Trifft jetzt Lichtenergie von der Sonne oder künstlichem Licht auf die Blätter, findet eine Energieumwandlung in chemische Energie statt. Glucose, also Traubenzucker, und Sauerstoff entstehen. Die Glucose wird nun zu langen Stärkeketten verknüpft und gespeichert. Auch Cellulose, pflanzliche Öle und Eiweiße können gebildet werden. Der Sauerstoff wird wieder über die Spaltöffnungen der Blätter an die Umwelt abgegeben. Kohlenstoffdioxid und Wasser sind anorganische Stoffe. Der Aufbau körpereigener, organischer Stoffe aus fremden, anorganischen Stoffen bezeichnet man als autotroph. Um den autotrophen Prozess der Fotosynthese zu betreiben, benötigen Pflanzen Chlorophyll. Das ist ein grüner Blattfarbstoff, der in allen Grünpflanzen vorkommt. Er liegt konzentriert in den Chloroplasten von Laubblättern vor. Das sind kleine, linsenförmige Zellbestandteile mit doppelter Membran. In den Chloroplasten liegen Membranstapel, in denen das Chlorophyll eingelagert ist. Hier wird die Lichtenergie aufgenommen und umgewandelt. Dem gegenüber steht die heterotrophe Ernährung. Sie kommt bei Tieren, Bakterien und Pilzen vor. Sie bauen körpereigene, organische Stoffe auf, indem sie fremde, organische Stoffe aufnehmen, zum Beispiel Glucose. Die Energie wird für den eigenen Stoffwechsel und die Zellatmung benötigt. Bei der Zellatmung werden Glucose und Sauerstoff in Kohlenstoffdioxid und Wasser umgewandelt. Dabei wird Energie freigesetzt für alle Lebensprozesse der Zellen, Wachstum und zur Wärmeproduktion. Auch Pflanzen betreiben Zellatmung. Diese findet bei Licht und im Dunkeln statt. Insgesamt bilden sie jedoch mehr Sauerstoff und Glucose, als sie verbrauchen. Menschen und Tiere nehmen neben Eiweißen, Fetten und Kohlenhydraten als organische Stoffe auch anorganische auf, die für ihr eigenes Überleben wichtig sind: Wasser, Vitamine und Mineralstoffe. Jeder Aufbau körpereigener, organischer Stoffe, egal ob heterotroph oder autotroph, heißt Assimilation. Schauen wir uns zum Abschluss noch an, wie die Nahrungskreisläufe zusammenhängen. Als Produzenten nehmen Pflanzen eine besondere Rolle ein. Sie produzieren durch die Fotosynthese fortwährend Glucose als Nahrungsgrundlage für die meisten Organismen. Außerdem bilden sie Sauerstoff, der für die Atmung anderer Lebewesen wichtig ist. Konsumenten erster Ordnung fressen Pflanzen, Konsumenten zweiter Ordnung andere Tiere. Sogenannte Zersetzer oder Destruenten wie Bakterien und Pilze verwerten alles, was übrig bleibt: abgestorbene Pflanzenteile, Kot und Aas. Unter Sauerstoffverbrauch werden diese Stoffe in Wasser und Kohlenstoffdioxid umgewandelt. Kohlenstoff geht also in Form vielfältiger Verbindungen von den Organismen in die Atmosphäre über und umgekehrt. Aber es gibt nicht nur den Kohlenstoffkreislauf. Auch Stickstoff, Phosphor und Schwefel werden immer wieder verwertet. Nur die Sonnenenergie kann nicht zurück gewandelt werden, deshalb spricht man von der Einbahnstraße der Energie. Fassen wir noch einmal zusammen: Pflanzen und einige wenige Bakterien sind Produzenten, die sich autotroph ernähren. Das heißt, sie wandeln die anorganischen Stoffe Kohlenstoffdioxid und Wasser in die körpereigenen, organischen Stoffe Glucose und in Sauerstoff um. Die dafür notwendige Lichtenergie wird mit Hilfe des grünen Blattfarbstoffs Chlorophyll in den Chloroplasten aufgenommen. Heterotrophe Lebewesen wie Tiere, Pilze und Bakterien nehmen Pflanzen und andere Lebewesen auf und wandeln die fremden, organischen Stoffe in körpereigene, organische Stoffe um. Sie ernähren sich heterotroph. Beide Ernährungsweisen fasst man als Assimilation zusammen. Sauerstoff, Kohlenstoff und andere Stoffe werden immer wieder verwendet, sie sind Teil von Kreisläufen. Auch Pflanzenreste, Kot und Aas werden von sogenannten Destruenten umgewandelt. Tschüss.

10 Kommentare
  1. .-😆

    danke

    Von Asil S., vor 8 Monaten
  2. Hallo Kristinhess,
    ja, Kakteen machen auch Fotosynthese. Ich empfehle dir dazu folgendes Video: https://www.sofatutor.com/biologie/videos/fotosynthese-c4-und-cam-pflanzen
    Beste Grüße aus der Redaktion

    Von Tatjana Elbing, vor 11 Monaten
  3. Kakteen sind grün machen sie daher auch Fotosynthese?

    Von Kristinhess, vor 11 Monaten
  4. toll

    Von Ml Steinhausen, vor etwa einem Jahr
  5. 🤔

    Von Oskar S., vor mehr als einem Jahr
  1. Hallo kling-klang,

    vielen Dank für deinen Kommentar.

    Die Wortgleichung der Fotosynthese erhält man, wenn man die Reaktionsgleichung übersetzt:

    6 H2O + 6 CO2 --> 6 O2 + C6H12O6

    6 Wasser + 6 Kohlenstoffdioxid --> 6 Sauerstoff + Glucose

    Ich hoffe ich konnte dir hiermit helfen.

    Viel Spaß und weiterhin viel Erfolg beim Lernen wünscht dein Sofatutor.

    Von Karsten Schedemann, vor etwa 2 Jahren
  2. was ist die wortgleichung der fotosynthese

    Von Klink Klang, vor mehr als 2 Jahren
  3. Gut !

    Von Broesgen, vor fast 4 Jahren
  4. Hallo,
    der Begriff anorganisch wird in diesem Video nicht für synthetisch hergestellte Nährstoffe verwendet, sondern für diejenigen, die von einem Organismus nicht selbst gebildet werden können und mit der Nahrung aufgenommen werden müssen. Da einige organische Stoffe auch synthetisch hergestellt werden können, gilt diese Unterscheidung als nicht korrekt. Nur wenige Vitamine können vom menschlichen Körper selbst synthetisiert werden, wie z.B. das Vitamin D. Daher werden im Video die aufgenommenen Mineralstoffe und Vitamine als anorganisch bezeichnet.
    LG

    Von Serpil Kilic, vor mehr als 4 Jahren
  5. Du sagst, dass Konsumenten auch Vitamine, Mineralstoffe und Vitamine aufnehmen, dass diese aber anorganisch wären. .Eigentlich sind diese organisch (also in organischen Stoffen enthalten), nur können heutzutage Vitamine auch künstlich hergestellt werden, oder man kann auch anorganische Mineralstoffe zu sich nehmen, bzw. freies Wasser (also kein Pflanzensaft).
    Mir ist das mit "Mineralstoffe, Vitamine, Wasser" als immer anorganisch zu einseitig dargestellt, da diese ja auch in Pflanzen und Tieren enthalten sind.

    Von Juliane Viola D., vor mehr als 4 Jahren
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Autotrophe und heterotrophe Ernährung - Fotosynthese als Grundlage des Lebens Übung

Du möchtest dein gelerntes Wissen anwenden? Mit den Aufgaben zum Video Autotrophe und heterotrophe Ernährung - Fotosynthese als Grundlage des Lebens kannst du es wiederholen und üben.

  • Definiere die autotrophe und die heterotrophe Ernährung.

    Tipps

    Bei der Umwandlung von körperfremden Stoffen in körpereigene Stoffe werden also Stoffe aus der Umwelt in Bestandteile des Organismus umgewandelt.

    Lösung

    Es gibt also zwei verschiedene Ernährungsweisen.

    Der Mensch, die Tiere, Pilze und die meisten Bakterien nehmen mit der Nahrung nicht nur Wasser, Mineralstoffe und Vitamine auf, sondern auch Fette, Eiweiße und Kohlenhydrate. Dies sind körperfremde, energiereiche, organische Stoffe. Diese Art der Ernährung wird heterotrophe Ernährung genannt.

    Pflanzen und einige Bakterien nehmen nur Wasser, Mineralstoffe sowie Kohlenstoffdioxid aus der Luft auf. Das sind körperfremde, energiearme, anorganische Stoffe. Diese Art der Ernährung wird als autotrophe Ernährung bezeichnet.

  • Bestimme einen möglichen Nahrungskreislauf folgender Lebewesen.

    Tipps

    Zu den Destruenten, auch Zersetzer genannt, gehören Bakterien und Pilze.

    Lösung

    Um den Nahrungskreislauf zu bestimmen, muss man zunächst die Art der Ernährungsweise von den obigen Lebewesen kennen.

    Pflanzen werden auch als Primärproduzenten bezeichnet. Sie ernähren sich autotroph, sind also in der Lage, anorganische Stoffe in organische Stoffe umzuwandeln, die für sehr viele Lebewesen als Nahrungsgrundlage dienen. So auch die Glucose.

    Konsumenten erster Ordnung fressen Pflanzen. Sie nehmen durch die Pflanzen die organischen Stoffe auf, die sie zum Überleben brauchen. Wildkaninchen sind Pflanzenfresser, die sich vorwiegend von Gräsern, Kräutern und Blättern ernähren.

    Konsumenten zweiter Ordnung sind Fleischfresser. Sie fressen andere Tiere, um organische Stoffe aufzunehmen. Greifvögel, wie der Mäusebussard, gehören zu den Fressfeinden von Wildkaninchen.

    Destruenten, zu denen auch die Bakterien und Pilze gehören, verwerten abgestorbene Biomasse und Kot. Diese Stoffe werden in Wasser und Kohlenstoffdioxid umgewandelt und können von der Pflanze wieder aufgenommen und für die Fotosynthese genutzt werden.

  • Beschreibe die Fotosynthese.

    Tipps

    Als autrotrophe Lebewesen bezeichnet man vor allem die Fotosynthese betreibenden Primärproduzenten.

    Lösung

    Die von den Pflanzen aufgenommenen anorganischen Stoffe werden in ihren Zellen zu organischen, energiereichen Stoffen umgewandelt. Hierzu zählt auch der Traubenzucker, die Glucose. Die Glucose entsteht in den Chloroplasten der Blätter. Bei dem Aufbau der Glucose entsteht zusätzlich Sauerstoff, den wir für das Überleben brauchen.

  • Bestimme den Aufbau eines Chloroplasten.

    Tipps

    Die Chloroplastenhülle besteht aus einer inneren und einer äußeren Membran.

    Die Matrix ist der Innenraum des Chloroplasten.

    Grana werden aus übereinandergestapelten Thylakoidscheiben gebildet.

    Lösung

    Um die Fotosynthese zu betreiben, benötigen die Pflanzen Chlorophyll. Dieses ist in den Membranstapeln des Chloroplasten enthalten, der von einer Chloroplastenhülle umgeben ist. Die Chloroplastenhülle besteht aus zwei Membranen, der inneren und der äußeren Membran. Die Doppelmembran gilt als Indiz dafür, dass sich Chloroplasten einst aus freilebenden Bakterien entwickelt haben. In den Chloroplasten sind außerdem Lipidtröpfchen, Ribosomen und ein Stärkekorn enthalten. Bei dem Stärkekorn handelt es sich um gespeicherte Glucose.

  • Definiere Faktoren, welche die Fotosynthese beeinflussen.

    Tipps

    Die Pflanze braucht Kohlenstoffdioxid und Wasser, um Glucose zu produzieren.

    Lösung

    Die Fotosynthese ist von einigen abiotischen Faktoren abhängig. Um zu ermitteln, welche Faktoren besonderen Einfluss auf die Fotosynthese haben, ermittelt man die Fotosyntheserate.

    Zu den beeinflussenden Faktoren gehören die Lichtintensität, der Anteil von Kohlenstoffdioxid in der Luft und die Schadstoffe. Alle Faktoren können einen Einfluss auf die Fotosyntheserate haben und sie erhöhen oder verringern. Neben den genannten abiotischen Faktoren gibt es auch noch einige andere, z.B. können das Wasserangebot, die Temperatur, Blattschädlinge und sogar der Wind die Fotosyntheserate beeinflussen.

  • Erläutere Stoff- und Energieumwandlung während der Fotosynthese.

    Tipps

    Überlege, welche Stoffe die Ausgangsstoffe waren und welche die Endprodukte.

    Bei Wasser handelt es sich um einen Ausgangsstoff.

    $C_6H_{12}O_6$ ist die Summenformel für Glucose.

    Lösung

    Die Fotosynthese ist ein komplizierter Prozess, bei dem aus den aufgenommenen anorganischen Stoffen Wasser und Kohlenstoffdioxid unter Nutzung der Energie des Lichtes und mithilfe des Chlorophylls Glucose als körpereigener Stoff aufgebaut wird. Dabei wird Sauerstoff frei und an die Umwelt abgegeben.