Organisation biologischer Systeme

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Rheinland
Privatschule

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BIOLOGIE
Rheinland
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0012 - Grundlagen-Kurs Biologie:
Organisation biologischer Systeme
Themen:
• Ökologische Dimension
• Organismische Dimension
Lehrer: Hakan Beşeoğlu
V 1.0 – 2017-10-20
• Mikroskopische Dimension
• Molekulare Dimension

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Organisation biologischer Systeme
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Ökologische Dimension | Organismische Dimension | Mikroskopische Dimension | Molekulare Dimension
Hierarchien biologischer Systeme
Das System „Leben“ in seinen Organisationsebenen
Biosphä re
Ö kosystem
Biozö nose
Lebende Systeme:
Biologie
Population
Organisationsebenen
des Lebendigen
Organismus
Organsystem
Organ
Gewebe
Zellen
Organellen
Biomolekü le
21.08.2025
Studienkolleg M-Kurs - Biologie
• Biologische Systeme sind physikochemische
Systeme, die aufgrund Ihrer Organisation neue
nicht physikochemische Eigenschaften zeigen
(Emergenz).
• Diese Emergenten Eigenschaften lassen sich nicht
aus rein physikalischen oder chemischen Gesetzen
ableiten, sondern folgen neuen biologischen
Gesetzen (Kognition, Evolution, …)
• Jede biologische Organisationsebene zeigt
emergente Eigenschaften, die auf einfacheren
Organisationsebenen noch nicht vorhanden waren.
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Organisation biologischer Systeme
Ökologische Dimension | Organismische Dimension | Mikroskopische Dimension | Molekulare Dimension
Hierarchien biologischer Systeme
Das System „Leben“ in seinen Organisationsebenen
Biosphä re
Ö kosystem
Biozö nose
Systemebene:
Biosphäre
Population
Organismus
Organsystem
Organ
Gewebe
Zellen
Organellen
• Unter Biosphäre versteht man die Gesamtheit
allen Lebens und der belebten Bereiche der Erde.
• Da alle geologischen, klimatischen sowie stofflichen
Prozesse der Erde durch die Lebenssysteme stark
beeinflusst sind, stellt die Biosphäre neben der
Atmosphäre, Stratosphäre oder Geosphäre die
grundlegende Beschreibung der Erde dar.
• Bisher ist noch keine weitere Biosphäre außerhalb
der Erde entdeckt worden.
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Ökologische Dimension | Organismische Dimension | Mikroskopische Dimension | Molekulare Dimension
Hierarchien biologischer Systeme
Das System „Leben“ in seinen Organisationsebenen
Biosphä re
Ö kosystem
Biozö nose
Wüste
Systemebene:
Ökosystem
Population
Regenwald
Organismus
Organsystem
Organ
Gewebe
Zellen
Ozean
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Organellen
Savanne
• Ein Ökosystem ist die Gesamtheit der biotischen
(belebten) und abiotischen (unbelebten)
Wechselwirkungen eines Gebietes.
• Ökosysteme bilden Großsysteme der Erde. So
unterscheidet man z.B. die Ökosysteme Regenwald,
Meer, Wüste, etc.
• Ökosysteme sind offene Systeme mit globalem,
stellarem und lokalem Stoff- und Energieaustausch.
• Ökosysteme sind Kompartimente der Biosphäre.
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Ökologische Dimension | Organismische Dimension | Mikroskopische Dimension | Molekulare Dimension
Hierarchien biologischer Systeme
Das System „Leben“ in seinen Organisationsebenen
Biosphä re
Ö kosystem
Biozö nose
Biozönose
Population
Pflanzen
Organismus
Organsystem
Pflanzenfresser
Organ
Gewebe
Zellen
Fleischfresser
Systemebene:
Organellen
• Unter einer Biozönose versteht man eine
Lebensgemeinschaft, die örtlich und funktionell
über ein Ökosystem verbunden ist.
• So bilden z.B. Produzenten (z.B. Pflanzen), Primär(Pflanzenfresser) und Sekundärkonsumenten
(Räuber) ein komplexes Nahrungsnetz.
• Die Populationen der verschiedenen Arten
beeinflussen sich gegenseitig (interspezifische
Einflüsse) stark und bilden die systematische Einheit
einer Biozönose.
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Ökologische Dimension | Organismische Dimension | Mikroskopische Dimension | Molekulare Dimension
Hierarchien biologischer Systeme
Das System „Leben“ in seinen Organisationsebenen
Biosphä re
Population:
Akazien
Ö kosystem
Biozö nose
Systemebene:
Population
Population
Organismus
Population:
Gnus
Organsystem
Organ
Gewebe
Zellen
Population: Zebras
Organellen
• Als Population wird eine Fortpflanzungsgemeinschaft einer biologischen Art (Spezies)
verstanden.
• Populationen zeigen typische evolutionäre
Überlebensstrategien, sodass auch die Population
als eine besondere Organisationsebene biologischen
Lebens angesehen werden muss.
• Alle Individuen einer Population stehen in mehr oder
weniger engen Verbindung untereinander und
beeinflussen sich gegenseitig (intraspezifische
Wechselwirkungen, dichteabhängige Faktoren).
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Ökologische Dimension | Organismische Dimension | Mikroskopische Dimension | Molekulare Dimension
Hierarchien biologischer Systeme
Das System „Leben“ in seinen Organisationsebenen
Biosphä re
Akazien
Gnus
Ö kosystem
Biozö nose
Population
Population
Organismus
Organsystem
Organ
Gewebe
Zellen
Population: Zebras
Systemebene:
Organellen
• Als Population wird eine Fortpflanzungsgemeinschaft einer biologischen Art (Spezies)
verstanden.
• Populationen zeigen typische evolutionäre
Überlebensstrategien, sodass auch die Population
als eine besondere Organisationsebene biologischen
Lebens angesehen werden muss.
• Alle Individuen einer Population stehen in mehr oder
weniger engen Verbindung untereinander und
beeinflussen sich gegenseitig (intraspezifische
Wechselwirkungen, dichteabhängige Faktoren).
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Organisation biologischer Systeme
Ökologische Dimension | Organismische Dimension | Mikroskopische Dimension | Molekulare Dimension
Hierarchien biologischer Systeme
Das System „Leben“ in seinen Organisationsebenen
Biosphä re
Ö kosystem
Biozö nose
Systemebene:
Organismus
Population
Organismus
Organsystem
Organ
Gewebe
Bergzebra
(Equus zebra)
Zellen
Organellen
Biomolekü le
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• Als Organismus bezeichnet man die Gesamtheit
aller Organe und Systeme zu einer abgeschlossenen
und somit isolierbaren Lebenseinheit und damit zu
einem einzelnen Individuum einer Art.
• Es gibt unzählige Organismen, die sich den unterschiedlichen Arten (Spezies) zuordnen lassen.
• Organismen können zudem selbst unterschiedlich
organisiert sein, so gibt es neben den Vielzellern
auch einzellige Organismen.
• Der Organismus als Individuum ist die kleinste
Lebenseinheit der Population einer Art.
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Organisation biologischer Systeme
Ökologische Dimension | Organismische Dimension | Mikroskopische Dimension | Molekulare Dimension
Hierarchien biologischer Systeme
Das System „Leben“ in seinen Organisationsebenen
Biosphä re
Ö kosystem
Biozö nose
Systemebene:
Organsystem
Population
Organismus
Organsystem
Organ
Gewebe
Bergzebra
(Equus zebra)
Zellen
Organellen
Biomolekü le
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• Organsysteme sind funktionell zusammenhängende Organe, die gemeinsam eine höhere
Funktionseinheit bilden.
• So bilden z.B. alle Organe die, die funktionell der
Nahrungsaufnahme und Verdauung dienen das
Verdauungssystem (Mund, Speiseröhre, Magen,
Darm, etc.).
• Es lassen sich verschiedene solcher Systeme in einem
Organismus erkennen (Blutkreislaufsystem,
Nervensystem, Immunsystem, Bewegungsapparat,
Fortpflanzungssystem, etc.)
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Organisation biologischer Systeme
Ökologische Dimension | Organismische Dimension | Mikroskopische Dimension | Molekulare Dimension
Hierarchien biologischer Systeme
Das System „Leben“ in seinen Organisationsebenen
Biosphä re
Ö kosystem
Biozö nose
Systemebene:
Organe
Population
Organismus
Organsystem
Organ
Gewebe
Darm
(Intestinum)
Zellen
Organellen
• Organe sind Funktionseinheiten, die meist aus
mehren spezialisierten Funktionsgeweben bestehen.
• Es handelt sich also um eine abgegrenzte
Funktionseinheit, die aus verschiedenen
Geweben zusammengesetzt ist.
• Ein Organ kann sowohl als klar erkennbares
Körperelement (z.B. Leber) vorliegen, aber auch ein
über den Körper verteiltes Zellsystem (z.B. Haut,
Blut) darstellen.
Biomolekü le
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Organisation biologischer Systeme
Ökologische Dimension | Organismische Dimension | Mikroskopische Dimension | Molekulare Dimension
Hierarchien biologischer Systeme
Das System „Leben“ in seinen Organisationsebenen
Biosphä re
Ö kosystem
Biozö nose
Systemebene:
Gewebe
Population
Organismus
Organsystem
Organ
Gewebe
Darmzotten
mit Darmepithel
Zellen
Organellen
Biomolekü le
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• Gewebe treten bei vielzelligen Eukaryoten auf und
sind ein funktioneller Zusammenschluss von Zellen
gleicher Struktur und gleicher Funktion.
• Ein Gewebe bildet also die nächst höhere
Funktionsebene der Zellen.
• Man unterscheidet bei Tieren z.B. die vier
Grundgewebetypen:
1. Abschlussgewebe (Epithelien)
2. Binde- und Stützgewebe
3. Nervengewebe
4. Muskelgewebe.
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Organisation biologischer Systeme
Ökologische Dimension | Organismische Dimension | Mikroskopische Dimension | Molekulare Dimension
Hierarchien biologischer Systeme
Das System „Leben“ in seinen Organisationsebenen
Biosphä re
Ö kosystem
Biozö nose
Systemebene:
Zelle
Population
Organismus
Organsystem
Organ
Gewebe
Tierische Zelle
(schematisch)
Zellen
Organellen
Biomolekü le
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• Zellen sind kleinsten, lebens- und
vermehrungsfähigen Einheit, bei der sich die
Grundfunktionen des Lebens nachweisen lassen.
• Alle bekannten Lebewesen bestehen aus Zellen als
kleinste Einheit des Lebens.
• Es gibt zwei grundsätzliche Typen von Zellen:
• Prokaryoten: relativ kleine und einfach
aufgebaute Zellen ohne Kompartimente
• Eukaryoten: deutlich größere Zellen mit
echtem Zellkern und weiteren
Kompartimenten
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14.

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Grundsä tzliche Zelltypen
Ökologische Dimension | Organismische Dimension | Mikroskopische Dimension | Molekulare Dimension
Typen und Strukturen von Zellen
Prokaryoten (Prokaryonten)
sehr kleine (0,2–0,5 µm) unkompartimentierte
Zellen (ohne Organellen), nur Protisten
• Bacteria
• Archaea
Kapsel
Cytoplasma
Zellwand
Nukleoid
(DNA)
Zellmembran
prokaryotische Zelle
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15.

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Grundsä tzliche Zelltypen
Ökologische Dimension | Organismische Dimension | Mikroskopische Dimension | Molekulare Dimension
Typen und Strukturen von Zellen
Cytoplasma
Eukaryoten (Eukaryonten)
Zellen (Ø 10-100 µm) mit echtem Zellkern und
Komartimentierung (Organellen)
Zellmembran
Chromatin
(DNA)
Zellkern
eukaryotische Zelle
21.08.2025
Studienkolleg M-Kurs - Biologie
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16.

Organisation biologischer Systeme
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Ökologische Dimension | Organismische Dimension | Mikroskopische Dimension | Molekulare Dimension
Hierarchien biologischer Systeme
Das System „Leben“ in seinen Organisationsebenen
Biosphä re
Ö kosystem
Mitochondrium
Golgi-Apparat
Biozö nose
Systemebene:
Organellen
Population
Organismus
Organsystem
Organ
Gewebe
Zellen
Tierische
Zelle
Zellkern
(schematisch)
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Endoplasmatisches
Reticulum
Organellen
Biomolekü le
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• Als Organellen bezeichnet man die durch eine
Biomembran abgetrennten Kompartimente
innerhalb einer Zelle, denen eine spezielle Funktion
zugeordnet werden kann.
• Organelle sind ein Charakteristikum
eukaryotischer Zellen (Eukaryoten).
• Typische Organellen sind z.B. Mitochondrien (Abb.
oben), Chloroplasten, Golgi-Apparat oder
endoplasmatisches Reticulum.
• (Prokaryoten haben keine Organellen im engeren
Sinne.)
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17.

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Ökologische Dimension | Organismische Dimension | Mikroskopische Dimension | Molekulare Dimension
Hierarchien biologischer Systeme
Das System „Leben“ in seinen Organisationsebenen
Kohlenhydrate
(Zucker)
Proteine (Eiweiße)
Ö kosystem
Peptid
Protein
Glucose
Lipide (Fette)
Biosphä re
Biozö nose
Organsystem
Organ
Gewebe
ATP
Triglycerid
Zellen
Organellen
DNA
21.08.2025
Biomoleküle
Population
Organismus
Nukleinsäure
Systemebene:
• Alle Lebewesen bestehen, neben einigen Elementen
und Wasser aus vier Klassen von Biomolekülen:
• Kohlenhydrate
• Proteine
• Lipide
• Nukleinsäuren.
• Es handelt sich um große Makromoleküle der
organischen Chemie.
• Alle chemischen Eigenschaften von Zellen oder
Prozessen innerhalb der Zellen basieren auf den
chemischen Eigenschaften dieser Stoffklassen.
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18. [ENDE]

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[ENDE]
V 1.0 – 2017-10-20
Vielen Dank!