Reservestoffe: 4 Fragen & Antworten zu biolog. Speicherstoffen
Ein Reservestoff bzw. Speicherstoff ist eine Substanz, welche beim Stoffwechsel der Lebewesen aufgebaut wird und der dazu dient, zu einem späteren Zeitpunkt in den Stoffwechsel wieder eingeschleust zu werden. Bauchfett beim Menschen ist so eine Reserve, welche aufgebaut wurde – um zu einem späteren Zeitpunkt wieder als Energiequelle für den Stoffwechsel zu dienen.
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Welche Reservestoffe haben Pflanzen
Pflanzen speichern überflüssige Kohlenhydrate in Stärke. Dazu besitzen Pflanzenzellen ganz spezielle Zellorganellen, welche als Plastide bezeichnet werden. Beispiele für Plastide sind die Chloroplasten der Pflanzen, welche an der Photosynthese beteiligt sind. Andere Plastide sind Chromoplasten, welche für die rot-, gelb- oder orange Färbung einzelner Pflanzenteile verantwortlich sind und dazu dienen, Tiere als Bestäuber anzulocken.
Die wichtigsten Plastiden, welche bei der Herstellung von Stärke benötigt werden, sind die Amyloplasten – welche auch als Kraftmehl bezeichnet werden. Amyloplasten sind – anders als die grünen Chloroplasten und bunten Chromoplasten – völlig farblos. Deshalb gehören sie zur Gruppe der Leukoplasten. Amyloplasten kommen in speziellen Speicherorganen – wie Früchten oder Knollen – der Pflanzen vermehrt vor. Dort erstellen und speichern sie die Stärke der Pflanzen, welche als Reservestoff für einen späteren Stoffwechsel dienen soll.
Wie eben erwähnt, nutzen Pflanzen ganz spezielle Speicherorgane, um Stärke mit Hilfe der Amyloplasten aufzubauen und zu speichern. Neben Teilen der Wurzel und der Sprossachse, sind dies vor allem die Früchte und Knollen der Pflanzen. Aber Pflanzen können auch Speicherproteine herstellen, welche hauptsächlich in den Samen gespeichert werden. Diese Proteine, welche aus Aminosäuren zusammengesetzt sind, dienen den Keimen der Pflanze zum Wachstum.
Speicherlipide kommen in Pflanzen als flüssige Öle vor. Besonders stark treten diese Lipide bspw. in Sonnenblumen, Raps, Oliven oder Ricinus hervor, welche deshalb in der Landwirtschaft als Nutzpflanzen für die Herstellung von Speiseöl dienen.
Die Vakuole ist ein spezielles Zellorganell der Pflanzenzellen, welches den Zellsaft speichert. Aber Vakuolen speichern auch Giftstoffe, welche schädlich für den Zellstoffwechsel wären. Außerdem können Proteine eingelagert werden. So besitzen bspw. die Zellen der Keimblätter von Hülsenfrüchten Vakuolen, welche sehr viel Speicherprotein enthalten.
Was sind Reservestoffe bei Tieren
Tiere, zu denen der Mensch ebenfalls gehört, nutzen für die Speicherung ihrer überflüssigen Energie ein spezielles Kohlenhydrat, namens Glykogen – was auch als tierische Stärke bezeichnet wird. Über die Nahrung nehmen Tiere organisches Material (Pflanzen, Fleisch) auf, schleusen dieses in den Stoffwechsel ein und bauen körpereigene organische Substanz auf. Dies sind Kohlenhydrate, Fette und Proteine.
Aus Glucose, einem Einfachzucker und Kohlenhydrat – dass von Pflanzen produziert wird, entsteht – während der Glykogensynthese – der Vielfachzucker Glykogen, welcher als Speicherstoff für Kohlenhydrate dient.
Fette sind ebenfalls ein Reservestoff der Tiere, welche bei der Glykolyse – also dem Abbau von Kohlenhydraten – entstehen. Diese werden in Form von Lipiden (Speicherfett) in den Zellen gespeichert. Bei Bedarf können die Lipide wieder in ihre Grundbausteine aufgespalten und ans Blut übergeben werden, wo sie dann anderen Zellen als Energiequelle übergeben werden. Lipide werden durch Lipogenese und Lipolyse auf- bzw. abgebaut.
Was sind Reservestoffe der Pilze
Pilze nutzen, genauso wie Tiere, hauptsächlich Glykogen als Reservestoff – um Kohlenhydrate zu speichern. Und da Pilze eine heterotrophe Ernährung betreiben, setzen sie Enzyme frei – welche das organische Material bzw. die Biomasse der Pflanzen zersetzen. Die Zellwände der Pflanzenzellen bestehen hauptsächlich aus Cellulose, welches durch die Zersetzung in Glucose oder einen anderen Zucker aufgespalten wird. Diese Glucose wird für den Stoffwechsel genutzt. Genauso, wie bei den Tieren, wird überflüssige Glukose dann als Reservestoff Glykogen gespeichert.
Was sind Reservestoffe der Bakterien
Einige Bakterien nutzen Glykogen als Speicherstoff, andere betreiben Chemosynthese als Teil ihres Stoffwechsels. Dabei wird Stoffwechselenergie aus chemischer Energie gewonnen. So können bspw. Schwefelbakterien elementaren Schwefel als Reservestoff speichern, welchen sie durch Oxidation zu Sulfat oxidieren lassen. Andere Bakterien betreiben Nitrifikation, bei der sie Ammoniak (tote Biomasse) zu Nitrat oxidieren lassen. Diese Nitrifizierer generieren Energie durch die Zersetzung der Biomasse, wodurch Ammoniak zu Nitrit und anschließend zu Nitrat gewandelt wird.
Als Destruenten nehmen Bakterien und Pilze eine wichtige Rolle im Ökosystem ein. Denn das Nitrat dient den Pflanzen als Nährstoff, welchen sie über Wurzeln aufnehmen, in Wasser lösen und schließlich als Energiequelle für den Stoffwechsel nutzen können. Die Nitrifikation ist deshalb ein wichtiger Faktor im Stickstoffkreislauf der Erde.
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