Lebewesen und ihre Zellen

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1 Lebewesen und ihre Zellen Linus Metzler Die Zelle L i m e n e t L i n u s M e t z l e r W a t t s t r a s s e F r e i d r f

2 2 Lebewesen und ihre Zellen Thema: Autr: Versin: Veröffentlichung: Titel: Seiten: Bilgie 1. Kanti Lernblatt zur Prüfung am Linus Metzler 1.2.1b Lebewesen und ihre Zellen 36 LEBEWESEN UND IHRE ZELLEN INHALTSVERZEICHNIS Inhaltsverzeichnis... 2 Inf... 5 Lernteil... 6 Die kennzeichen eines lebewesens aufzählen und erläutern... 6 Die bedeutung des stffwechsels darlegen und aufzeigen, wdurch sich auttrphe und hetertrphe lebewesen unterscheiden... 6 Stffwechsel... 6 Unterschiede... 6 Beispiele für das rekatinsvermögen vn pflanzen und tieren nennen... 7 Pflanzen... 7 Tiere limenet.ch ksrlernblatt 2009 by linus metzler

3 3 Lebewesen und ihre Zellen Aufzeigen, wdurch sich das wachstum und die entwicklung vn lebewesen auszeichnen... 7 erklären, aus welchen nch kleineren strukturen die zellen bestehen... 7 Beschreiben, wie die zellen im rganismus eines vielzellers rganisiert sind... 8 Zellwand... 8 Cytplasma (= Zellplasma )... 8 Cytskelett (= Zellskelett)... 8 Plasmamembran (= Zellmembran)... 9 Vakule... 9 Zellkern (= Nucleus) Ribsmen Endplasmatisches Reticulum (= ER) Dictysmen (Glgi-Apparat ) Lyssmen Plastiden Mitchndrien Die strukturen eines lebewesens hierarchisch gerdnet nennen und definieren Hierarchie Definitinen Lebensgemeinschaften Bizönse Ppulatinen Bitpe Organismen Organe Gewebe Zellen Organellen limenet.ch ksrlernblatt 2009 by linus metzler

4 4 Lebewesen und ihre Zellen Mleküle Atme Darlegen, warum die unterscheidung vn lebend und tt schwierig sein kann Die histrische entwicklung der einteilung der lebewesen kurz beschreiben Die rganisatin der lebewesen anhand vn ausgewählten rganismen erläutern und begründen Beispiele Snnentierchen Infrmatinen aus dem Text Kammkralle Infrmatinen aus dem Text Die begriffe zelle und rganell definieren und erklären, wdurch die vielfalt der lebensfrmen zustande kmmt Zelle Organell Vielfalt Die zellbestandteile im schema einer pflanzenzelle benennen und ihre aufgaben angeben Die drei arten vn plastiden und ihre aufgaben aufzählen Chrmplasten Chlrplasten Leukplasten Die unterschiede im bau und im stffwechsel zwischen pflanzlichen und tierischen zellen aufzählen und die zusammenhänge mit der lebensweise aufzeigen Den bau der prcyte skizzieren und die unterschiede zur eucyte darlegen Die einzelnen bauteile eines lichtmikrskps benennen und ihre jeweilige funktin erläutern Erklären, wie die vergrösserung entsteht ein lichtmikrskp krrekt und den aufgaben entsprechend bedienen limenet.ch ksrlernblatt 2009 by linus metzler

5 5 Lebewesen und ihre Zellen Die grösse einer einzelnen zelle und ihrer zellbestandteile im vergleich zu bekannten grössen (z.b. Eines haares) krrekt grafisch darstellen Das anfertigen vn zeichnungen nach dem mikrskpischen bild Tipps Häufige zeichenfehler am beispiel einer blattepidermis beschreiben und erklären, auf welche punkte man beim zeichnen vn zellen der zellverbänden zu achten hat schildern, wie man aus einer zwiebel und der mundschleimhaut zellen für die untersuchung im lichtmikrskp gewinnen und präparieren kann Küchenzwiebel Mundschleimhaut Die im lichtmikrskp sichtbaren zellbestandteile einer pflanzenzelle bzw. Tierzelle in einer zeichnung krrekt darstellen und beschriften Beispiel Quellen INFO Dies ist ein Lernblatt vn Linus Metzler zum Thema Zellen, die in der 2. Sek. bei Herrn Muff behandelt wurde. Es besteht kein Anspruch auf Vllständigkeit. Jede Haftung wird abgelehnt. Private Nutzung ist kstenls. Unerlaubte Vervielfältigung und gewerbliche Nutzung ist hne Genehmigung des Autrs unerlaubt. Eine Genehmigung eingehlt der Kntakt aufgenmmen werden kann unter flgender Adresse Linus Metzler Wattstrasse Freidrf linus.metzler@limenet.ch 5 limenet.ch ksrlernblatt 2009 by linus metzler

6 6 Lebewesen und ihre Zellen LERNTEIL DIE KENNZEICHEN EINES LEBEWESENS AUFZÄHLEN UND ERLÄUTERN Sie bestehen aus Zellen, die das Erbgut mit dem Bauplan und der Betriebsanleitung enthaltenund selbständig lebensfähig sein können. Sie haben ein Reaktinsvermögen, d.h. sie können auf ihre Umwelt reagieren. Sie pflanzen sich frt, d.h. sie können Nachkmmen erzeugen. Sie haben einen Stffwechsel, d.h. sie tauschen mit der Umwelt Stffe aus, bauen die körpereigenen Stffe auf und beschaffen sich die für ihre Aktivitäten nötige Energie. Sie wachsen und entwickeln sich gezielt und planmässig DIE BEDEUTUNG DES STOFFWECHSELS DARLEGEN UND AUFZEIGEN, WODURCH SICH AUTOTROPHE UND HETEROTROPHE LEBEWESEN UNTERSCHEIDEN STOFFWECHSEL Sie tauschen mit der Umwelt Stffe aus, bauen die körpereigenen Stffe auf und beschaffen sich die für ihre Aktivitäten nötige Energie. Lebewesen brauchen einen Stffwechsel, um die nötigen Baustffe herzustellen und Energie für ihre Aktivitäten zu beschaffen. Pflanzen können alle ihre rganischen Stffe aus anrganischen aufbauen, indem sie die Energie des Snnenlichts nutzen. Sie sind auttrph. Tiere müssen rganische Stffe aufnehmen und beziehen auch die für ihre Aktivitäten nötige Energie aus der Nahrung. Sie sind hetertrph. UNTERSCHIEDE Auttrph (meist Pflanzen) keine Aktive Nahrungssuche keine Frtbewegung Ftsynthese schnelles Wachstum grsse Vakulen besitzen Plastiden stützende Zellwand Hetrtrph (meist Tiere) aktive Nahrungssuche Frtbewegung keine Ftsynthese nicht angewiesen auf Snnenlicht langsameres Wachstum keine Vakulen keine Plastiden keine Zellwand 6 limenet.ch ksrlernblatt 2009 by linus metzler

7 7 Lebewesen und ihre Zellen BEISPIELE FÜR DAS REKATIONSVERMÖGEN VON PFLANZEN UND TIEREN NENNEN PFLANZEN Mimse Zieht die Blätter bei Berührung zusammen Snnenblume Richtet sich nach der Snne aus TIERE Hund Bei Reiz beisst er AUFZEIGEN, WODURCH SICH DAS WACHSTUM UND DIE ENTWICKLUNG VON LEBEWESEN AUSZEICHNEN Das Wachstum geschieht nach einem Plan. ERKLÄREN, AUS WELCHEN NOCH KLEINEREN STRUKTUREN DIE ZELLEN BESTEHEN Der Zelle untergerdnet sind die Bestandteile, welche anderweitig genauer erklärt werden, und die flgenden Strukturen. Zelle Zellrganellen Mleküle Atme 7 limenet.ch ksrlernblatt 2009 by linus metzler

8 8 Lebewesen und ihre Zellen BESCHREIBEN, WIE DIE ZELLEN IM ORGANISMUS EINES VIELZELLERS ORGANISIERT SIND ZELLWAND Typisch für Pflanzenzellen Löchriges Flechtwerk aus Zellulsefasern Wasserunlöslich Zugfest Schwer abbaubar durch Mikrrganismen Stabilität. Tüpfel Fenster in der Zellwand dienen als Verbindung zu Nachbarzellen. CYTOPLASMA (= ZELLPLASMA ) Relativ strukturlse Grundmasse der Zelle, Dickflüssig Wasser (~98%) Zucke Fette Eiweisse Mineralstffe Vitamine Vrratskammer der Zelle Spielen sich einige Lebensvrgänge der Zelle ab bichemische Reaktinen Dünne Plasmastränge führen auch durch die Tüpfel und stellen s eine Verbindung zu den Nachbarzellen her CYTOSKELETT (= ZELLSKELETT) 8 limenet.ch ksrlernblatt 2009 by linus metzler

9 9 Lebewesen und ihre Zellen Das Cytplasma ist vn einem Netzwerk vn Prteinfäden und -röhren (= Mikrtubuli) durchzgen Dieses Zellskelett trägt zur Erhaltung der Frm der Zelle bei Besnders wichtig bei Tierzellen, welche ja keine Zellwand besitzen Ausserdem ermöglicht das Cytskelett Bewegungen der Zelle Amöbide Frtbewegung Schlagbewegung Kntraktin der Muskelzellen Zentrilen (bestehend aus mehreren, im Kreis angerdneten Mikrtubuli) srgen für den Transprt der Chrmsmen (= Abschnitte des Erbguts) bei Zellteilungen. Mikrtubuli dienen überdies als "Schienen" der "Leitplanken", an denen Organellen (z.b. Transprtvesikel) entlang gleiten können. PLASMAMEMBRAN (= ZELLMEMBRAN) Das Cytplasma wird nach aussen begrenzt durch ein feines Häutchen, die Plasmamembran 10 nm dick Diese Membran kntrlliert die Stffaufnahme in bzw. Stffabgabe aus der Zelle Die netzartig aufgebaute Zellwand stellt für die meisten Stffe kein Hindernis dar Das Innere einer Zelle wird durch verschiedene weitere Membransysteme in eine Vielzahl gegeneinander abgegrenzter Räume (= Kmpartimente) unterteilt. Innerhalb der einzelnen Kmpartimente laufen jeweils bestimmte Teilprzesse des Stffwechsels ab, weshalb man sie auch als Zellrganellen (= Zellrgänchen) bezeichnet. Die Membranen haben dabei einerseits die Funktin vn Schranken, die den unkntrllierten Durchtritt gelöst vrliegender Stffe verhindern. Andererseits erfüllen sie Transprtfunktinen, damit die umzusetzenden Stffe in das Kmpartiment eintreten und die Reaktinsprdukte es wieder verlassen können. VAKUOLE Mit Zellsaft gefüllter Raum in Pflanzenzellen Durch eine Membran vm Cytplasma abgegrenzt 9 limenet.ch ksrlernblatt 2009 by linus metzler

10 10 Lebewesen und ihre Zellen Dient der Speicherung Funktiniert als "Abfalldepnie" Abfallstffe des Stffwechsels, Farbstffe und Giftstff in Wasser gelöst gelagert Die Vakule wird mit zunehmendem Alter der Zelle immer grösser Tiere können ihre Abfallstffe ausscheiden Ihre Zellen weisen keine Zellsaftvakulen auf ZELLKERN (= NUCLEUS) Der Zellkern ist eine Hhlkugel Umgeben vn einer Dppelmembran Gefüllt mit der DNA Die DNA enthält die Baupläne für Prteine Sind hauptverantwrtlich für die Durchführung aller Stffwechselprzesse Durch Kernpren kann der Stff- und Infrmatinsaustausch zwischen Zellkern und Cytplasma stattfinden Im Zellkern befinden sich die Kernkörperchen Bildungsrt der Ribsmen RIBOSOMEN 25 nm kleinen Kugeligen partikel hne membran Eiweiss-prduzenten der zelle Werden bestimmte prteine benötigt, s sendet der zellkern kpien der entsprechenden baupläne zu den ribsmen, welche in der flge die gewünschten prteine aufbauen Liegen entweder frei im cytplasma verstreut der sind an die aussenseite des endplasmatischen reticulums angeheftet 10 limenet.ch ksrlernblatt 2009 by linus metzler

11 11 Lebewesen und ihre Zellen Die meisten an den freien ribsmen erzeugten prteine erfüllen ihre aufgaben später im cytplasma An den gebundenen ribsmen dagegen werden auch prteine aufgebaut, die für die ausschleusung aus der zelle bestimmt sind Drüsenzellen enthalten besnders viele gebundene Ribsmen ENDOPLASMATISCHES RETICULUM (= ER) Flaches, röhren- und bläschenförmiges Kanalsystem aus einfachen Membranen In Zisternen werden viele Stffe gebildet (z.b. Auf- und Abbau vn Fetten und Prteinen), umgewandelt (z.b. Umwandlung vn Herbiziden/Insektiziden/Arzneimittelnin unschädliche Stffe) der gespeichert Das ER dient dem Stfftransprt innerhalb der Zelle Die Membranen des ER sind nicht starr Sndern befinden sich in ständiger Umfrmung Können sich auch Membranbläschen (s genannte Vesikel) abschnüren, die dem Stfftransprt der der Speicherung vn Stffen dienen Ein Teil des ER ist frei vn Ribsmen(glattes Endplasmatisches Reticulum = ger) Leberzellen beispielsweise, welche u.a. Für den Abbau vn Giften und Medikamenten zuständig sind, enthalten ein besnders ausgeprägtes ger Andere Bereiche des ER sind vn Tausenden vn Ribsmen übersät, was ihm ein raues Aussehen verleiht ( raues Endplasmatisches Reticulum = rer) Die vn diesen Ribsmen gebildeten Prteine werden ins Innere des ER befördert, drt verändert (z.b. Durch Anheftung vn Zuckern) und in Transprtvesikeln zum Glgi-Apparat transprtiert DICTYOSOMEN (GOLGI-APPARAT ) Der Glgi-Apparat setzt sich zusammen aus Stapeln vn Membranzisternen 11 limenet.ch ksrlernblatt 2009 by linus metzler

12 12 Lebewesen und ihre Zellen Einen einzelnen Membranstapel bezeichnet man als Dictysm alle Dictysmen einer Zelle bilden zusammenden Glgi-Apparat An den Rändern der Dictysmen kmmt es zur Bildung und Abschnürung vn Membranbläschen (Glgi-Vesikel) Hauptaufgaben des Glgi-Apparates sind Die Anreicherung und der Transprt vn verschiedenen Sekreten (z.b. Prteine aus dem rer!) Auch aus der Zelle hinaus (Drüsenzellen enthalten daher auch einen ausgeprägten Glgi- Apparat exprtieren Verdauungssäfte,Speichel etc.) Bei Pflanzen werden hier ausserdem die für den Aufbau der Zellwände benötigten langkettigen Zuckermleküle gebildet LYSOSOMEN Relativ grsse Membranbläschen (wahrscheinlich gebildet vm Glgi-Apparat) Enthalten Verdauungsenzyme Nahrungsteilchen (aber auch z.b. Alte Zellrganellen) werden abgebaut. PLASTIDEN Plastiden kmmen nur in Pflanzenzellen vr Sie sind (wie der Zellkern) vn zwei Membranen umgeben Aus einer gemeinsamen Vrstufe (= Prplastiden) entwickeln sich verschiedene Plastidentypen Chlrplasten blattgrünkörner Sind die Organellen der Phtsynthese Sie können durch den grünen Farbstff Chlrphyll Snnenenergie "einfangen" und daraus, zusammen mit Khlendixid und Wasser, energiereichen Traubenzucker und Sauerstff herstellen 12 limenet.ch ksrlernblatt 2009 by linus metzler

13 13 Lebewesen und ihre Zellen Im Innern der Chlrplastenbefindet sich ein weiteres, stark gefaltetes Membransystem Dadurch wird die phtsynthetischaktive Oberfläche (und damit die Energie-Ausbeute!) Deutlich erhöht. Chrmplasten farbstffkörner Enthalten gelb-range bis rte Farbstffe (Cartinide) Man findet sie z.b. In Tmaten, Peperni, Orangen, Kartten der in Blütenblättern Leukplasten farblse Speicherkörner Findet man in unterirdischen Pflanzenteilen (Wurzeln, Knllen), aber auch in Früchten und Samen Der in den Chlrplasten gebildete Traubenzucker wird durch Leitungsbahnen in die Speichergewebe der Pflanze transprtiert und drt in wasserunlösliche Stärke umgewandelt Wird in den Leukplasten schichtenweise eingelagert Diese Nährstffreserven werden im flgenden Frühjahr wieder mbilisiert, wenn die überwinterte Pflanze neu austreibt bzw. Die Samen keimen MITOCHONDRIEN "Kraftwerke der Zellen" Auch sie sind vn zwei Membranen umgeben Die innere Membran ist stark eingestülpt Oberflächenvergrösserung Hier findet die Zellatmung statt, ein bichemischer Vrgang Energie für die Lebensprzesse der Zelle wird gewnnen. Es handelt sich im Prinzip um eine Umkehrung der Phtsynthese 13 limenet.ch ksrlernblatt 2009 by linus metzler

14 14 Lebewesen und ihre Zellen Unter Verbrauch vn Sauerstff wird die im Traubenzucker gespeicherte (Snnen-) Energie wieder freigesetzt und für andere Reaktinen in der Zelle verfügbar gemacht DIE STRUKTUREN EINES LEBEWESENS HIERARCHISCH GEORDNET NENNEN UND DEFINIEREN HIERARCHIE Lebensgemeinschaften Bizönse Ppulatinen Bitpe Organismen Organe Gewebe Zelle Organellen Mlekül Atme DEFINITIONEN LEBENSGEMEINSCHAFTEN BIOZÖNOSE Eine Bizönse (ist eine Gemeinschaft vn Organismen verschiedener Arten in einem abgrenzbaren Lebensraum (Bitp) bzw. Standrt 14 limenet.ch ksrlernblatt 2009 by linus metzler

15 15 Lebewesen und ihre Zellen Bizönse und Bitp bilden zusammen das Öksystem. Die Lebewesen einer Lebensgemeinschaft stehen untereinander in zahlreichen Wechselbeziehungen, werden vn den abitischen Umweltfaktren beeinflusst und wirken auf diese wieder zurück (bizöntischer Knnex) POPULATIONEN ist eine Gruppe vn Individuen der gleichen Art, die aufgrund ihrer Entstehungsprzesse miteinander verbunden sind, eine Frtpflanzungsgemeinschaft bilden und zur gleichen Zeit in einem einheitlichen Areal zu finden sind BIOTOPE ist eine räumlich abgrenzbare kleine Einheit vn einer bestimmten Mindestgrösse Als Bitpe bezeichnet man swhl natürlich entstandene Landschaftsbestandteile wie Bäche, Bergwald, Nadelwald, Mischwald etc. als auch entgegen dem umgangssprachlichen Gebrauch vm Menschen erschaffene Landschaftsbestandteile wie Betnwüsten (beispielsweise Stadtlandschaften) Weitere gängige Beispiele vn Bitpen sind etwa Flussauen, Wüsten, Wattlandschaften der Streubstwiesen. ORGANISMEN allgemein für Systeme gebraucht, die als ganzheitlich, hierarchisch gegliedert und zielgerichtet gekennzeichnet werden sllen In der Bilgie ist dies ein individuelles Lebewesen, als ein Tier, eine Pflanze der ein Mikrrganismus ORGANE ein spezialisierter Teil des Körpers bezeichnet, der aus unterschiedlichen Zellen und Geweben besteht 15 limenet.ch ksrlernblatt 2009 by linus metzler

16 16 Lebewesen und ihre Zellen Ein Organ stellt eine abgegrenzte Funktinseinheit innerhalb eines vielzelligen Lebewesens dar GEWEBE ist eine Ansammlung gleichartig der unterschiedlich differenzierter Zellen Die Zellen eines Gewebes besitzen ähnliche der gleiche Funktinen und erfüllen s in der Regel gemeinsam die Aufgaben des Gewebes ZELLEN ist die elementare Einheit aller Lebewesen ORGANELLEN Verkleinerungsfrm zu Organ ein strukturell abgrenzbarer Bereich einer Zelle mit einer besnderen Funktin MOLEKÜLE ist ein Teilchen, das aus zwei der mehreren Atmen besteht ATOME Grundbausteine der Materie Sie sind die kleinste Einheit, in die sich Materie mit chemischen der mechanischen Mitteln zerlegen lässt DARLEGEN, WARUM DIE UNTERSCHEIDUNG VON LEBEND UND TOT SCHWIERIG SEIN KANN Da man ft nicht auf Anhieb die Kennzeichen des Lebens feststellen kann, kann es schwierig werden. (Beispiel Krk; Die Zellen sind nur nch Hüllen, aber trtzdem nch vrhanden. 16 limenet.ch ksrlernblatt 2009 by linus metzler

17 17 Lebewesen und ihre Zellen DIE HISTORISCHE ENTWICKLUNG DER EINTEILUNG DER LEBEWESEN KURZ BESCHREIBEN Aristteles Erste Versuche die Lebewesen einzuteilen Alle heutigen Wirbeltiere waren "Tiere mit rtem Blut" Dies basierte auf Mermalen wie Wirbelsäule Organsysteme Bau des Kreislaufsytems... "Spiegel der Evlutin" beiiflusst die Einteilung vn alle späteren "Einteilern" beibehalten bis 1969 Inknsistente Einteilung der Hauptgruppen Besnders schwierig ist eine Einteilung dann, wenn wir uns über die Relevanz der Merkmalsunterschiede nicht im Klaren sind der diese gar kaum zu fassen sind, weil sie für unsere Untersuchungen schwer zugänglich sind. keine Genmanalysen Zwei Reiche Pflanzenreich Pflanzen Planktn Ftsynthese Bakterien starre Zellwände Pilze Ortsgebundenheit Tierreich keine Ftsynthese Beweglichkeit 17 limenet.ch ksrlernblatt 2009 by linus metzler

18 18 Lebewesen und ihre Zellen 1969 Rbert Whittaker stellt das "Fünf-Reiche-knzept" auf Prkaryten kernlse Einzeller Prtisten grösstenteils kernhaltige Einzeller Tiere Pilze Pflanzen Das System ist praxisrientiert und nicht stammesgeschichtlich Heute Das "Drei-Dmänen-Knzept" vn C. Wse, 1980 hat das Knzept vn 1969 "überhlt" Im Gegensatz zu Whittakers' Knzept sind Verwandtschaften "eingebunden" Dmänen stehen über etlichen Reichen Bakterien Archaen Eukaryten Lebew esen zwei Reiche (traditinell) Tiere Pflanze n Fünf Reiche (ab 1970) Tiere Prkar yten Pflanze n Prtist en Pilze Drei Dmänen und viele Reiche (ab 1980) Eukary ten Tiere Matha nbildne r Archae n Salzlieb ende... verschi edene Bakteri en Bakteri en Cyank aterien Pflanze n Eukary ten Rtalge n Eukary ten Geissel tierche n Schlei mpilze Eukary ten... Pilze 18 limenet.ch ksrlernblatt 2009 by linus metzler

19 19 Lebewesen und ihre Zellen DIE ORGANISATION DER LEBEWESEN ANHAND VON AUSGEWÄHLTEN ORGANISMEN ERLÄUTERN UND BEGRÜNDEN Gemäss Die Einteilung der Lebewesen 1-7. BEISPIELE SONNENTIERCHEN INFORMATIONEN AUS DEM TEXT Das Snnentierchen ist ein Einzeller Nahrungsaufnahme Aktive Nahrungssuche Keine Ftsynthese KAMMKORALLE 19 limenet.ch ksrlernblatt 2009 by linus metzler

20 20 Lebewesen und ihre Zellen INFORMATIONEN AUS DEM TEXT Vielzeller Vermehrung via Spren Aufnahme der Nahrung über die Haut Keine Ftsynthese DIE BEGRIFFE ZELLE UND ORGANELL DEFINIEREN UND ERKLÄREN, WODURCH DIE VIELFALT DER LEBENSFORMEN ZUSTANDE KOMMT ZELLE Die Zelle ist die einfachste Struktur der Lebewesen, die selbständig lebensfähig sein kann. Sein kann bedeutet, dass es Zellen gibt, die ihre Selbständigkeit verlren haben. S sind die Zellen der Vielzeller ft auf eine Aufgabe spezialisiert und nicht mehr selbständig lebensfähig. ORGANELL Lebende Zellen besitzen einen Inhalt mit verschiedenen Organellen, die bestimmte Aufgaben erfüllen. Die Organellen sind nur als Teil des Ganzen funktinsfähig. Die Organellen in den Zellen aller Lebewesen sind grundsätzlich gleich gebaut und funktinieren auch gleich, d.h. die chemischen Reaktinen in den Zellen und in den Organellen sind weitgehend identisch. Die Zellen unterscheiden sich jedch in der Möbelierung. Keine Zelle enthält alle Organellsrten, und die Anzahl der Organellen kann sehr unterschiedlich sein. Die Verschiedenhe it der Lebewesen ergibt sich aber nicht aus diesen Zellunterschieden, sndern aus den Unterschieden in Zahl, Anrdnung und Zusammenarbeit der an sich sehr ähnlichen Zellen. 20 limenet.ch ksrlernblatt 2009 by linus metzler

21 21 Lebewesen und ihre Zellen VIELFALT Obwhl alle Zellen im Prinzip gleich gebaut sind, gibt es drei Zelltypen, die sich im Bau erheblich unterscheiden: die Prcyte der Bakterien und Archaeen und die pflanzliche und tierische Eucyte aller übrigen Lebwesen. DIE ZELLBESTANDTEILE IM SCHEMA EINER PFLANZENZELLE BENENNEN UND IHRE AUFGABEN ANGEBEN Zellbestandteil Funktin Bild Zellmembran Eine Zellmembran ist die Abgrenzung zwischen unterschiedlichen Zellen. Ausserdem findet in der Zellmembran ein Stffaustausch statt. 21 limenet.ch ksrlernblatt 2009 by linus metzler

22 22 Lebewesen und ihre Zellen Zellwand Sie geben der Zelle Stabilität und sie verhindern, dass die Zelle anschwillt, wenn Wasser eindringt. Tüpfel Durch die Schliesshaut hindurch verlaufen etliche Plasmdesmen, die den Stffaustausch zwischen den Zellen vermitteln. Cytplasma Zellkern Dadurch können die Zellen unabhängig vneinander mehrere Stffwechsel durchführen. Der Zellkern enthält den grössten Teil des genetischen Materials der eukaryntischen Zellen in Frm vn mehreren Chrmsmen. Im Zellkern liegt die DNA geschützt, drt findet die Replikatin statt. 22 limenet.ch ksrlernblatt 2009 by linus metzler

23 23 Lebewesen und ihre Zellen Plastiden Plastiden sind Zellrganellen der Pflanzen und Algen, die aus endsymbintisch lebenden Zellen hervrgegangen sind. Sie werden unter anderem für die Phtsynthese benötigt, wie auch zur Speicherung vn Öl und zur Färbung. Mitchndrium Vakule Mitchndrien fungieren als Energiekraftwerke. Stffspeicher vn Prteinen, rganischen Verbindungen und Inen, als Stffen, die giftig wirken der den Stffwechsel stören könnten Durch Lagerung vn Gift- der Bitterstffen können sie sich vr Tierfrass der Pilzbefall schützen (z. B. Calciumxalatkristall e) Indem Farbstffe im Zellsaft eingelagert werden, können Pflanzenteile besnders gefärbt werden: blau-vilettrt sind ft Anthcyane, die mit Säuren rtfarbige und mit Basen blaufarbige Salze bilden (Blüten vn Stckrse, 23 limenet.ch ksrlernblatt 2009 by linus metzler

24 24 Lebewesen und ihre Zellen Inhaltsstffe der Vakule Vesikel Ribsm Krnblume, Hrtensie), gelb sind Flavne (Blüten vn Primeln, Löwenmäulchen) Sie spielen auch eine Rlle bei Wachstums- und Bewegungsvrgänge n durch smtische Aufnahme vn Wasser in die Vakule Verdauung vn Makrmlekülen Speicherfunktin etwa bei den Hülsenfrüchtlern, in deren Keimblättern Vakulen mit Speicherprteinen zu finden sind. Gerbstffe bilden bei Verwundung eine desinfizierende Schicht und bringen die Prteine des Zytplasmas zum Stcken (Wundverschluss) Siehe vakule Bestimmte, kugelförmige Anrdnungen vn berflächenaktiven Mlekülen in einer Flüssigkeit Kmplexe aus Prteinen und Ribnukleinsäuren (RNA), die im Cytplasma der Zellen vn Lebewesen vrkmmen. An ihnen werden Prteine hergestellt, und zwar entsprechend der Basensequenz der DNA, die die Infrmatin zur Aminsäuresequenz der Prteine enthält. 24 limenet.ch ksrlernblatt 2009 by linus metzler

25 25 Lebewesen und ihre Zellen Endplasmatisches Retikulum Ein reich verzweigtes Kanalsystem flächiger Hhlräume (Zisternen), das vn Membranen umschlssen ist. Glgi-Apparat Lyssmen Cytsmen Er ist an der Sekretbildung und weiteren Aufgaben des Zellstffwechsels beteiligt. Bildung und Speicherung sekretrischer Vesikel (extrazelluläre Matrix, Transmitter/Hrmn e) Synthese und Mdifizierung vn Elementen der Plasmamembran Bildung vn lyssmalen Prteinen (primäres Lyssm) Lyssmen verdauen zellfremdes aber auch zelleigenes Material. Verschiedene Organellen innerhalb der Zellen eines Organismus. Unter diesem Begriff werden 0,1 bis 1 Mikrmeter kleine, meist durch das Endplasmatischen Retikulum bzw. Aus den Dictysmen gebildete Strukturen unterschiedlicher Enzymausstattungen zusammengefasst. 25 limenet.ch ksrlernblatt 2009 by linus metzler

26 26 Lebewesen und ihre Zellen Centrile Zentrilen sind zylinderförmige Strukturen im Ausmass vn etwa 170 x 500 Nanmetern, die zusammen mit der perizentrilaren Matrix das Zentrsm bilden. Aktinfilament STABILITÄT Aktin bildet als Bestandteil des Zytskeletts ein dichtes, steifes, dreidimensinales krtikales Netz unterhalb der Plasmamembran. VERANKERUNG UND TRANSPORTSTRECKE Viele Transmembranprteine werden direkt der indirekt an diesem krtikalen Aktinnetzwerk gefesselt an ihrem Platz gehalten. ZELLMOTILITÄT Viele eukarytische Zellen besitzen ein hhes Mass an Bewegungsfähigkeit, Zellmtilität der auch 26 limenet.ch ksrlernblatt 2009 by linus metzler

27 27 Lebewesen und ihre Zellen Zellmigratin genannt, um beispielsweise Eindringlinge in den Körper unschädlich machen zu können, Wunden heilen zu können der um allgemein Zellen zu bewegen. KONTRAKTILE STRUKTUREN Mikrtubulus Der Kntraktinsapparat aller Arten vn Muskulatur, als alle makrskpische Bewegung des Körpers und seiner inneren Organe, basiert auf der Aktin-Mysin- Wechselwirkung. Sind mitverantwrtlich für die mechanische Stabilisierung der Zelle und ihrer äusseren Frm, für aktive Bewegungen der Zelle als Ganzes, swie für Bewegungen und Transprte innerhalb der Zelle. DIE DREI ARTEN VON PLASTIDEN UND IHRE AUFGABEN AUFZÄHLEN 27 limenet.ch ksrlernblatt 2009 by linus metzler

28 28 Lebewesen und ihre Zellen CHROMOPLASTEN Färben die Pflanze anstatt grün gelb, range der rt. CHLOROPLASTEN Färben die Pflanze grün und betreiben Ftsynthese. LEUKOPLASTEN Dienen zur Speicherung vn Ölen und Fetten. 28 limenet.ch ksrlernblatt 2009 by linus metzler

29 29 Lebewesen und ihre Zellen DIE UNTERSCHIEDE IM BAU UND IM STOFFWECHSEL ZWISCHEN PFLANZLICHEN UND TIERISCHEN ZELLEN AUFZÄHLEN UND DIE ZUSAMMENHÄNGE MIT DER LEBENSWEISE AUFZEIGEN Cytp lasm a Zell ker n Plas tide n Zell wan d Vak ule n Mitch ndrie n Plasma membr an Ribs me n Cyts kelet t Endplas matische s Retikulu m Micrb dies (Perxi smen ) Gl gi- App ara t Pflanz enzell e Ja Ja Ja Ja Ja, Ja Ja Ja Ja Ja Ja Ja Tierze lle Ja Ja Nein Nei n Nein Ja Ja Ja Ja Ja Ja Ja DEN BAU DER PROCYTE SKIZZIEREN UND DIE UNTERSCHIEDE ZUR EUCYTE DARLEGEN Merkmal/Bestandteil Prcyte Eucyte Grundbaustein der Bakterien aller übrigen Organismen 29 limenet.ch ksrlernblatt 2009 by linus metzler

30 30 Lebewesen und ihre Zellen (Eukaryten) einzellig der mehrzellig, Zelldifferenzierung teilweise vrhanden (pflanzliche Eucyte) Vrhanden zelluläre Organisatin meist einzellig, Mehrzeller nur bei Cyan- und Myxbakterien Zellwand meist mehrschichtig, häufig ähnlich der Zellwand pflanzlicher Zellen Cytplasma keine Plasmabewegung und kein Cytskelett Kern und DNA kein Zellkern, ringförmige DNA im Cytplasma, enthält kaum nichtcdierende Reginen, DNA nicht dauerhaft mit Prteinen verknüpft, kein Nuclelus Mitchndrien, Plastiden nicht vrhanden Vrhanden Kmpartimentierung wenig differenziert ausgeprägt (vielfältige Reaktinsräume) Endplasmatisches inneres Membransystem kaum Vrhanden Retikulum ausgeprägt Cytskelett nicht vrhanden Vrhanden Ribsmen vrhanden (aber 70 S-Typ; Eukaryten: 80 S-Typ) Vrhanden Zellkern mit Kernhülle, DNA liegt in mehreren linearen Mlekülen vr (Chrmsmen; zusätzlich in Chlrplasten und Mitchndrien) Ex-, Endcytse nicht vrhanden Vrhanden Stffwechsel anaerb der aerb aerb (Ausnahmen zeitweilig anaerb, z.b. Hefe) Entstehung vr 3 bis 4 Mrd. Jahren vr 1 bis 3 Mrd. Jahren Zellvlumen um 3 μm '000 μm3 Vermehrung Zweiteilung Mitse bzw. Meise; Vermehrung der Organellen durch Zweiteilung (Mitchndrien, Chlrplasten) der Abschnürung DIE EINZELNEN BAUTEILE EINES LICHTMIKROSKOPS BENENNEN UND IHRE JEWEILIGE FUNKTION ERLÄUTERN 30 limenet.ch ksrlernblatt 2009 by linus metzler

31 31 Lebewesen und ihre Zellen Okular Tubus vergrössert das Zwischenbild bringt Okular in den entsprechenden Abstand und erzeugt Dunkelheit für die Entstehung des Zwischenbildes Objektiv entwirft vergrössertes Zwischenbild vm Objekt) Objektträger bringt das Objekt in den Strahlengang Objekttisch zur Fixierung des Präparats Kndensr Linsensystem führt zu angepasstem Beleuchtungsstrahlengang mit Blende Kntrastveränderung Lichtquelle durchstrahlt das Objekt Fuss Stativ trägt Mikrskp und beinhaltet Beleuchtung 31 limenet.ch ksrlernblatt 2009 by linus metzler

32 32 Lebewesen und ihre Zellen Halterung Grbtrieb Einstellung der Bildebene Feintrieb Scharfstellen des Bildes ERKLÄREN, WIE DIE VERGRÖSSERUNG ENTSTEHT SIEHE Die einzelnen bauteile eines lichtmikrskps benennen und ihre jeweilige funktin erläutern EIN LICHTMIKROSKOP KORREKT UND DEN AUFGABEN ENTSPRECHEND BEDIENEN 1. Mikrskp am Stativ anfassen, zweite Hand sichert;sanft absetzen (Birne ist erschütterungsempfindlich) 2. a) Objekttisch mit Grbtrieb herunterdrehen b) Netzverbindung herstellen c) Licht einschalten d) Objektträger mit Präparat und Deckgläschen auf den Objekttisch legen 3. Bei kleinster Vergrösserung (kürzestes Objektiv) Objekttisch langsam hchdrehen, bis das Objekt scharf erscheint, ptische Kntrlle. Helligkeit und Kntrast mithilfe der Blende einstellen 4. a) Nächsthöhere Vergrösserung wählen (mittellanges Objektiv) b) Der Arbeitsabstand zwischen Deckgläschen und Objektiv ist kleiner gewrden c) Objekttisch vrsichtig mit dem Feintrieb hchdrehen (Frntlinse wird bei Berührung beschädigt), Schärfe des Objektes mit dem Auge kntrllieren (Helligkeit mit der Blende nachstellen). 5. Nach der mikrskpischen Untersuchung a) Licht ausschalten b) Netzstecker ziehen c) Objekttisch mit Grbtrieb herunterdrehen d) Objektträger entfernen e) das kürzeste Objektiv reindrehen 6. Netzkabel um das Stativ wickeln und Staubhaube überstreifen. DIE GRÖSSE EINER EINZELNEN ZELLE UND IHRER ZELLBESTANDTEILE IM VERGLEICH ZU BEKANNTEN GRÖSSEN (Z.B. EINES HAARES) KORREKT GRAFISCH DARSTELLEN 32 limenet.ch ksrlernblatt 2009 by linus metzler

33 33 Lebewesen und ihre Zellen 33 limenet.ch ksrlernblatt 2009 by linus metzler

34 34 Lebewesen und ihre Zellen DAS ANFERTIGEN VON ZEICHNUNGEN NACH DEM MIKROSKOPISCHEN BILD TIPPS Zusammenhang mit der Umgebung darstellen. Das gelingt besser, wenn die Zeichnung grösser ausfällt als der mikrskpische Ausschnitt. Die Zeichnung sll immer nur eine Objektstelle wiedergeben. Allerdings sllte man das Objekt nacheinander in verschiedenen ptischen Ebenen betrachten. Nie darf aus dem Gedächtnis gezeichnet werden. Man sllte jederzeit im Mikrskp zeigen können, was man gerade zeichnet. Insgesamt darf aber ein nacheinander zusammengeschautes Bild entstehen. Die Zeichnungen sllten mit einem mittelharten Bleistift angefertigt werden. Die Linien dürfen nicht gestrichelt werden; möglichst glatte Linien machen das Bild klar. Dabei ist es besser zu vereinfachen, als alle Details erfassen zu wllen. Es sllte nur in Ausnahmen (wenn dies z. B. zur Klärung der Lage beiträgt) räumlich gezeichnet werden. Das mikrskpische Mmentbild ist flächig, eben. Wenn es erfrderlich ist, Grössenverhältnisse und Lagebeziehungen zu zeigen, beginnt man mit einer Übersichtszeichnung. Dann erflgt eine Umrisszeichnung des Gegenstands. Einzelheiten sllten sparsam und beispielhaft eingezeichnet werden. Achte auf die Bearbeitungsaufträge! Mit Übung kann man mit dem linken Auge ins Mikrskp und mit dem rechten auf das Zeichenblatt schauen. Am Anfang erleichtert ein dunkler Hintergrund das Arbeiten mit zwei geöffneten Augen. Die Zeichnung muss beschriftet werden (s. Abbildung): Datum, Name des Objektes, Bezeichnung des Organs, Gewebes der untersuchten Details, mikrskpische Vergrösserung, Schnittrichtung und nähere Hinweise auf Färbung und Zielrichtung der Untersuchung. HÄUFIGE ZEICHENFEHLER AM BEISPIEL EINER BLATTEPIDERMIS BESCHREIBEN UND ERKLÄREN, AUF WELCHE PUNKTE MAN BEIM ZEICHNEN VON ZELLEN ODER ZELLVERBÄNDEN ZU ACHTEN HAT a) Gestrichelte Zeichnung b) Dachschindelzeichnung c) unkrrektes Aneinanderstssen vn Zellen. SCHILDERN, WIE MAN AUS EINER ZWIEBEL UND DER MUNDSCHLEIMHAUT ZELLEN FÜR DIE UNTERSUCHUNG IM LICHTMIKROSKOP GEWINNEN UND PRÄPARIEREN KANN 34 limenet.ch ksrlernblatt 2009 by linus metzler

35 35 Lebewesen und ihre Zellen KÜCHENZWIEBEL Die trckene Spitze und die Zwiebelbasis werden abgeschnitten und die Zwiebel durch Längsschnitte geviertelt (A). Die Speicherblätter lösen sich nun leicht vneinander. Aus der Epidermis der knkaven Blattinnenseite ( ben ) werden 5 x 5 mm grsse Stücke ausgeschnitten, mit der Pinzette abgezgen und mit der Unterseite (Rissseite) auf einen Wassertrpfen gelegt (B C). Wenn man das Häutchen mit etwas Speichel einreibt, benetzt es sich besser: Man verhindert s unerwünschte Luftblasenbildung (Luftblasen erkennt man an ihrem deutlichen schwarzen Rand). Das Deckglas wird an den Wassertrpfen herangeführt und zur Vermeidung vn Luftblasen vrsichtig auf den Trpfen gelegt. Eine Präpariernadel kann dabei hilfreich sein (D). Bei Bedarf füllt man mit der Pasteurpipette Wasser nach (E). Schwimmt das Deckglas beweglich auf dem Wasser, muss man mit Filterpapier etwas Wasser absaugen (F). MUNDSCHLEIMHAUT Schabe mit dem Hlzspatel an der Innenseite deiner Mundschleimhaut entlang und verrühre den Abstrich in Leitungswasser. Gib einen Trpfen auf den Objektträger und decke ihn mit einem Deckglas zu. DIE IM LICHTMIKROSKOP SICHTBAREN ZELLBESTANDTEILE EINER PFLANZENZELLE BZW. TIERZELLE IN EINER ZEICHNUNG KORREKT DARSTELLEN UND BESCHRIFTEN BEISPIEL QUELLEN Wikipedia 35 limenet.ch ksrlernblatt 2009 by linus metzler

36 36 Lebewesen und ihre Zellen Blätter aus der Schule 36 limenet.ch ksrlernblatt 2009 by linus metzler