ZELLBIOLOGIE. (Cytologie) 11. Klasse Maximilan Ernestus Februar 2008. Biologie, 11. Klasse 1

ZELLBIOLOGIE (Cytologie) 11. Klasse Maximilan Ernestus Februar 2008 Biologie, 11. Klasse 1

1. Die Anfänge der Zelbiologie Robert Hook untersuchte 1667 dünne Schichten von Flaschenkork mit einem einfachen Mikroskop ( 30x Vergrößerung). Er sah Strukturen, die einer Honigwabe ähnelten und die er little boxes oder cells nannte. Anton von Seeuwenhoek baute zur gleichen Zeit ein Mikroskop mit 300x Vergrößerung und untersuchte Blut, Tümpelproben und Pflanzen: überall entdeckte er Zellen verschiedener Gestalt. Mathias Schleiden und Theodor Schwann forschten weiter an Zellen und entwickelten 1839 die Zelltheorie, die von Rudolf Virchow 1858 weiter ergänzt wurde. Zentrale Aussagen der Ze$theorie Alle Organismen bestehen aus einer oder mehreren Zellen. Zellen entstehen stets aus anderen Zellen durch Zellteilung. Alle Zellen sind in ihrem Grundbauplan im Wesentlichen gleich aufgebaut. Die Zelle ist die grundlegende Einheit für die Struktur und Funktion der Organismen. Der grundlegende Stoffwechsel findet innerhalb der Zellen statt. Erbinformationen werden bei der Zellteilung weiter gegeben. Biologie, 11. Klasse 2

2. Lichtmikroskopische Untersuchungen von Zellen Bau eines Lichtmikroskops Grundregeln beim Mikroskopieren 1. Sauber arbeiten 2. Objekte stets mit Deckgläschen abdecken 1 Stativfuß 2 Stativarm 3 Objekttisch 4 Kondensor 5 Zentrierschrauben für den Kondensor 6 Kondensorhilfslinse 7 Filterhalter 8 Kondensorträger 9 Grobtrieb 10 Feintrieb 11 Lampenfassung 12 Glühlampe 13 Kollektor 14 Kollektor 15 Beleuchtungsspiegel 16 Leuchtfeldblende 17 Objektive 18 Objektivrevolver 19 Tubus 20 Okulartubus 21 Okular 22 Auge des Betrachters 3. Immer mit dem kleinsten Objektiv beginnen 4. Darauf achten, dass die Objektive richtig einrasten 5. Bei jeder neuen Vergrößerung Schärfe nachstellen 6. Beim Scharfstellen mit dem Grobtrieb den Objekttisch vom Objekt weg bewegen. Biologie, 11. Klasse 3

D I E P F L A N Z L I C H E Z E L L E I M L I C H T M I K R O S K O P Organismus: Zwiebelpflanze Organ: Zwiebelknolle Gewebe: Epidermis (Zwiebelhäutchen) Zelle 200x Vergrößert Präperation der Zwiebelepidermis Wir zogen an der Innenseite einer Zwiebelschuppe das dünne Häutchen, die Epidermis, ab und legten dieses auf den Objektträger. Dann gaben wir wenig Wasser dazu und legten ein Deckglas auf das Präperat, das wir nun bei verschiedenen Vergrößerungen betrachten konnten (siehe Skizze oben). Zellkern Zellwand Vakuole Zellplasma (Cythoplasma) Funktion der Zellbestandteile: Zellwand: Gibt der Zellewand eine feste Gestalt. Cytoplasma: Liegt der Zellwand in dünner Schicht an; ist durchsichtig. Biologie, 11. Klasse 4

Zellkern: Liegt im Plasma; steuert den Stoffwechsel in der Zelle und enthält das Erbmaterial. Vakuole: Mit Zellsaft gefüllter Raum (Zellsaft ist eine wässrige Lösung verschiedener organischer und anorganischer Stoffe); Bei roten Zwiebeln ist der Zellsaft durch Anthocyan rot gefärbt und dadurch ist die Vakuole besser sichtbar. Cythoplasmamembran: Nicht sichtbar aber vorhanden; liegt der Zellwand innen an. D I E T I E R I S C H E Z E L L E I M L I C H T M I K R O S K O P Präperation von Epithelze$en der Mundschleimhaut Wir entnahmen mit einem Spatel aus der Mundschleimhaut eines Menschen eine Zellprobe. Wir verteilten unsere probe auf einem Objektträger und gaben?????blau hinzu um die Zellen besser sichtbar zu machen. Die Zellen sind dünn und biegsam und deshalb oft am Rand eingeschlagen. Cytoplasma Cytoplasmamembran (Zellhäutchen) Zellkern Die Cytoplasmamembran grenzt die Zelle nach außen ab Biologie, 11. Klasse 5

V E R G L E I C H Z W I E B E L - E P I D E R M I S- Z E L L E M U N D S C H L E I M- H A U T E P I T H E L- Z E L L E + Zellkern + + Zellwand - + Cytoplasmamembran + + Vakuole - + Cytoplasma + Größe und Gestalt von Zellen Z E L L D I F F E R E N Z I E R U N G Bei der Befruchtung (Mensch) verschnelzen die Zellkerne der Samenzelle und der großen plasmareichen Eizelle: Verschmelzung der Kerne plasmareiche Eizelle Zygote So entsteht die befruchtete Eizelle (Zygote) die sich dann teilt. Biologie, 11. Klasse 6

Jede dieser Zellen hat einen Zellkern mit der selben Erbinformation Ab dem 4. Tag der Embryonalentwicklung entstehen bei den Zellteilungen nicht mehr gleiche Zellen, sondern diese wachsen auch und nehmen eine betimmte Gestalt an: die Zelldifferenzierung beginnt. Im Laufe der Entwicklung des Embryos entstehen z.b. Muskelzellen, Knochenzellen, Sinneszellen, Blutzellen Durch ihre besondere Form und Anordnung können die Zellen dann ihre spezielle Funktion erfüllen. Mit zunehmender Spezialisierung von Zellen nimm ihre Teilungsfähigkeit ab. Bsp: Nervenzellen, Sehzellen Zygote 2-Zell-Statium 4-Zell-Statium Nicht ausdifferenzierte Zellen heißen Stammzellen. Sie können durch Teilung ständig Tochterzellen bilden und sich dabei selbst erhalten. Es gibt embryonale Stammzellen und adulte Stammzellen (z.b. in Knochenmark, Haut oder im Nabelschnurblut). L E B E N S D A U E R V O N Z ELLEN Erythrozyten leben durchschnittlich 120 Tage. Nerven und Muskelzellen werden in der Regel so alt wir der Organismus selbst. Krebszellen können in Kultur, also außerhalb des Körpers mehrere Jahrzehnte überleben. Biologie, 11. Klasse 7

4. Einzeller A M Ö B E (A M Œ B E A P R O T E U S ) Cytoplasmamem- Zellkern Scheinfüßchen Ektoplasma pulsierende Vakuole Nahrungsvakuole Endoplasma In Tümpeln. 0,1-0,8 mm groß. Keine feste Körperform. Oberfläche stülpt sich zu Scheinfüßchen aus, dadurch kriechende Fortbewegung. Am Randsaum zähes Ektoplasma, innen bewegliches Endoplasma mit Zellkern. In die Zelle strömt von außen ständig Wasser ein, das durch die pulsierende Vakuole hinausgepumpt wird. Nahrung (z.b. kleine Algen) wird umflossen; nach innen schnürt sich dann die membranumkleidete Nahrungsvakuole ab, in die Verdauungsenzyme gegeben werden; die veraute Nahrung wird ins Plasma aufgenommen; Unverdauliches wir dabgegeben, indem die Nahrungsvakuole wieder mit der Cytoplasmamembran verschmilzt. Vermehrung durch Zellteilung. Amöben reagieren auf äußere Reize Überdauerung ungünstiger Lebensumstände als Cyste Biologie, 11. Klasse 8

D A S A U G E N T I E R C H E N In Dorfteichen und Jauchepfützen. 0,025 bis 0,5 mm groß. Spindelförmig aber elastisch. Geißel zur Fortbewegung aus dem Geißelsäckchen. Grüne Färbung durch Chloroplasten. Außen ist eine Plasmaschicht (Peelicula); innen befindet sich der Zellkern, die pulsierende Vakuole, Stärke, Chloroplast; im Geißelsäckchen feindet man den Fotorezeptor und den Augenfleck. Vermehrung durch Zellteilung. Kann durch Fotorezeptor sich dem Licht entgegen bewegen. Geißel pulsierende Vakuole Augenfleck Zellkern Fotorezeptor Chloroplast Stärke Chloroplasten; darin Chlorophyl -> Fotosynthese: Kohlendioxid + Wasser -> Traubenzucker + Sauerstoff Pflanzen sind autotroph ( selbsternährend") Mensch/Tier sind heterotroph (müssen Nahrung aufnehmen) Biologie, 11. Klasse 9

P A N T O F F E L T I E R C H E N (P A R A M E C I U M C A U D A T U M ) Größe 0,3 mm. Feste, jedoch elastische Gestalt ( pantoffelförmig ). mit Wimpern (Cilien) am ganzen Zellkörper. Fortbewegung durch Drehung um die Längsachse und Schlagen der Wimpern. Nahrung (z.b. Bakterien) wird durch die Wimpern ins Mundfeld gestrudelt und dann als Nahrungsvakuole aufgenommen (endocytiert). Unverdauliches wird über den Zellafter ausgeschieden (exocytiert). Pulsierende Vakuole mit sternförmig zuführenden Kanälen füllen und entlehren sich rhythmisch. Stark reizbar durch z.b. chemische Reize, mechanische Reize, Temperatur. Ungeschlechtliche Vermehrung durch Zweiteilung, geschlechtliche Fortpflanzung durch Konjugation (-> Zusammenlagerung zweier Tiere und Austausch genetischen Materials) Biologie, 11. Klasse 10

Z U A1 Sehr früh teilen sich das Mundfeld und der Zellmund während der Zellkern wächst. Der Zellkern dehnt sich in die Lände, es entsteht ein zusätzlicher kleinkern und zwei neue Vakuolen. Gleichzeitig schnürt sich die Cytoplasmamembran immer weiter ab, bis zwei voneinander separierte Zellen entstanden sind. Z U A2 L E B E N S- L E I S T U N G Fortbewegung A M Ö B E kriechend durch Scheinfüßchen P A N T O F F E L T I E R C H E N durch Wimpern und Drehung um die Längsachse Fortpflanzung Zellteilung Zellteilung oder Konjugation Nahrungsaufnahme Umfließen und Einschnüren über Wimpern ins Mundfeld Sinnesleistungen reagiert auf äußere Reize reagiert auf chemische und mechanische Reize, sowie Temperatur Z U A3 L E B E N S- L E I S T U N G P A N T O F F E L T I E R C H E N A U G E N T I E R- C H E N Fortbewegung durch Wimpern und Drehung um die Längsachse mit einer Geißel Fortpflanzung Zellteilung oder Konjugation durch Zellteilung Nahrungsaufnahme über Wimpern ins Mundfeld in gelöster Form Sinnesleistungen reagiert auf chemische und mechanische Reize, sowie Temperatur Fotorezeptor Z U A4 T I E R I S C H E M E R K M A L E V O N E U G L E N A Kann sich selbstständig fortbewegen P F L A N Z L I C H E M E R K M A- L E V O N E U G L E N A kann Photosynthese betreiben (autotroph) Kann äußere Reize wahrnehmen (Licht) Hat eine feste Gestalt Heterotrohe Lebensweise ist auch möglich Biologie, 11. Klasse 11

5. Übergangsformen zwischen Ein- und Mehrzellern C H L A M Y D O M O N A S Geißeln pulsierende Vakuolen Augenfleck Chloroplast Zellkern Stärkeherd Einzellige Grünalge. 12 µm groß. Vermehrung durch Zweiteilung. P A N D O R I N A ( M A U L B E E R -G R Ü N A L G E ) ca. 50 µm groß. 8-16 gleichartige Zellen; jede wie Chlamydomonas. Liegen in gemeinsamer Gallerte. Aus jeder Einzelzelle kann nach 3-4 Teilungen eine neue Kolonie entstehen. E U D O R I N A 32 Zellen liegen mit Abstand voneinander in einer Gallertkugel. Unterschiede in Zellgröße u. Augenfleckgröße -> beginnende Zelldifferenzierung. 50-200 µm groß. Biologie, 11. Klasse 12

V O L V O X ca. 500 µm groß. Mehrere Tausend Zellen bilden die Außenhaut der Gallertkugel. Jede Zelle ähnelt Chlamydomonas. Abgestimmter SChlag der Geißeln. Plasmabrücken zwischen den Zellen. Noch stärkere Differenzierung: Es gibt Fortpflanzungszellen zur geschlechtlichen Fortpflanzung. Ungeschlechtliche Fortpflanzung durch Zellteilung. -> Entstehung von Tochterkugeln im Inneren der Mutterkugel. Werden die Tochterkugeln frei, so reißt die Mutterkugel und stirbt. 6. Die Zelle im Gewebeverband des Vielzellers Bei den Einzellern werden alle für sie notwendigen Lebensfunktionen von einer einzigen Zelle ausgeführt. Im Zellverband der einfachsten Vielzeller wie z.b. Volvox haben wir bereits eine erste Zelldifferenzierung und Arbeitsteilung in Bewegungs und Fortpflanzungszellen erkannt. Je höher ein Lebewesen organisiert ist, desto ausgeprägter ist das Prinzip der Spezialisierung auf bestimmte Aufgaben. Meist sind Zellen gleicher Bauart und gleicher Funktion zu größeren Gruppen zusammengefasst, die wir als Gewebe bezeichnen. Die Vier Grundgewebearten bei Mensch und Tier sind: Biologie, 11. Klasse 13

T I E R I S C H E S U N D M E N S C H L I C H E S G E W E B E Epithel Im Ephitel bilden die Zellen einen lückenlosen Zellverband. Dieser überzeigt die äußere Oberfläche des Körpers und kleidet auch die Inneren Körperhöhlungen (wie Mund, darm Atemwege etc.) aus. Im Epithel können sich auch Drüsenzellen liegen, die ein Sekret abgeben (z.b. Talg, Schweiß, Schleim). Es kann einschichtig oder mehrschichtig sein. Die Haut der Wirbeltiere ist mehrschichtiges Ephithel. Binde- und Stützgewebe Zwischen den Zellen dieser Gewebe liegt eine von ihnen ausgeschiedene Zwischenzellensubstanz. Diese Substanz ist von Bindegewebsfasern durchzogen und verleigt dem Gewebe seine Festigkeit. Lockeres Bindegewebe liegt unter der Haut, zwischen Muskeln und Organen. Straffes Bindegewebe bildet Sehen und Bänder. Auch Fettgewebe ist eine Form des Bindegewebes. Als eine Flüssige Form von Bindegewebe kann man das Blut betrachten. Beim Knorpel sind die Zellen ohne Verbindungen untereinander in die elstischfeste Grundsubstan einzeln oder in kleinen Gruppen eingelagert. beim Knochen dagegen sind Die Zellen durch feine Fortsätze untereinander verbunden, und die Grundsubstanz ist durch die Einlagerung anorganischer Salze (vor allem Calciumphosphat und Calciumcarbonat) verhärtet. Muskelgewebe Es besteht aus lang gestreckten Zellen, den Muskelfaser. Seine Fähigkeit sich zusammenzuziehen beruht darauf, dass im Cytoplasma längs verlaufende kontraktile Fibrillen liegen. Die glatte Muskulatur ist aus spindelförmigen Zellen aufgebaut. Sie kontrahiert sich relativ langsam und kommt in inneren Organen vor (z.b. Darmkanal, Gefäßwände). Die quergestreifte Muskulatur besteht aus langen Faser, die im Mikroskop eine Querstreifung erkennen lassen. Sie bildet die Skelettmuskulatur, die wir willkürlich bewegen können. Nervengewebe Den Hauptteil daran haben Nervenzellen. In den Nervenzentren wie dem Gehirn und dem Rückenmark liegen die Zellkörper eng beieinander. Ihre zu Sinnesorganen und Muskeln führenden langen Ausläufer sind kabelartig gebündelt zu Nerven zusammengefasst. Biologie, 11. Klasse 14

P F L A N Z L I C H E G E W E B E Auch die Pflanze ist aus Verschiedenen Geweben aufgebaut. Während aber Mensch und Tier ihr Wachstum nach einiger Zeit abschließen, wächst die Pflanze während ihrer ganzen Lebenszeit. Sie muss also lebenslang neue Zellen und Gewebe ausbilden. Diese Neuausbildung erfolgt nicht gleichmäßig, sondern geht von Bildungsgeweben aus, die vor allem in Spross- und Wurzelspitzen zu finden sind. Dort gibt es sog. Vegetationspunkte, deren Zellen undifferenziert sind und die durch Teilung ständig neue Zellen ausbilden, die Wachsen, sich differenzieren und in Dauergewebe umwandeln. Q U E R S C H N I T T D U R C H E I N L A U B B L A T T A = Palisadenparenchym B = Epidermis C = Schwammparenchym D = Epidermis E = Spaltöffnung und Spaltöffnungszellen F = Substomatärer Hohlraum (Atemhöhle) G = Cutikula Biologie, 11. Klasse 15

7. Zellteilung und Mitose Alle Zellen eines Organismus enthalten dieselbe genetische Information in Form von Chromosomen. Nur wenn die Zelle sich teilt, werden die Chromosomen sichtbar, weil während der Kernteilung die Kernhülle aufgelöst wird und sich die Chromosomen durch Spiralisierung so verdichten, dass sie im Lichtmikroskop sichtbar sind. Zweichromatidchromosom Durch Anfärben der Chromosomen entsteht ein charakteristisches Bandmuster. Die Anzahl der Chromosomen im Zellkern jeder Körperzelle ist gleich und artspezifisch: Schimpanse Erbse Fruchtfliege Hund Mensch 48 Chromosome 14 Chromosome 6 Chromosome 78 Chromosome 46 Chromosome Wenn man eine sich teilende Zelle im Lichtmikroskop betrachtet, durch das Mikroskop fotografiert und anschließend nach Größe und Bandenmuster sortiert, erhält man ein Karyogramm. Je zwei Chromosomen sind äußerlich gleich; sie entsprechen sich(sind honolog) und bilden ein homologes Chromosompaar. Je eins dieser Chromosomen kommt vom Vater und der Mutter. Der Mensch hat 44 Autosomen (Paar Nr. 1-22) und 2 Genosomen (Geschlechtschromosomen) Biologie, 11. Klasse 16

S C H E M A T I S C H E D A R S T E L L U N G D E R K E R N T E I- L U N G (M I T O S E ) Prophase: Auflösung der Kernhülle; Spiralisierung der Chromosomen; ausgehend von Centriolen Ausbildung des Spindelapparates. Metaphase: Anordnung der Chromosomen in der Äquatorialebene. Anaphase: Durch verlürzung der Eiweißfäden (Mikrotubuli) des Spindelapparates werden die Chromatiden getrennt und zu den Zellpolen transportiert. Telorphase: Bildung der Kernhülle; Entspiralisierng der Chromosomen; Auflösung des Spindelapparates Die Beiden genetisch identischen Tochterzellen teilen sich entweder erneut oder differenzieren sich (z.b. zu einer Nervenzelle). Wann findet Mitose statt? Bei Wachstum Bei Zellerneuerung Bei ungeschlechtlicher Fortpflanzung (Pflanzen; Einzeler, die sich durch Zellteilung vermehren) Biologie, 11. Klasse 17

8. Diffusion und Osmose VERSUCH ZUR DIFFUSION Wir lösten KMnO4 in Wasser auf. Es färbte sich Lila und verteilte sich gleichmäßig im Wasser. Bei kaltem Wasser dauert der Vorgang länger als bei warmem Wasser. Die Vorgänge, die diesem Konzentrationsausgleich zu Grunde liegen, lassen sich am besten mit Hilfe des Teilchenmodells erklären. Merke: Diffusion ist die wechselseitige Durchdringung zweier aneinander Grenzender Flüssigkeiten, Gase oder gelöster Stoffe in Lösungsmitteln. Die Diffusion erfolgt entlang eines Konzentrationsgefälles und führt zum Konzentrationsausgleich. Die Geschwindigkeit der Diffusion ist abhängig von der Temperatur, dem Konzentrationsgefälle und der Teilchenart. Diffusion durch eine selektivpermeable Membran nennt man Osmose. VERSUCHE ZUR OSMOSE Wir legten Zwei Eier ohne Kalkschale in Wasser. Eins in normales Wasser und eins in eine Salzlösung. Nach 24 Stunden hatte sich das Ei in der Salzlösung zusammengezogen und war kleiner geworden. Das Ei im Wasser ist größer und praller geworden. Wir gaben Kochsalz auf 30 g Kartoffeln. Nach 24 Stunden waren die Kartoffeln etwas verschrumpelter und eingedellt. Außerdem wogen sie weniger. Wir gaben konzentrierte Zuckerlösung auf unter dem Mikroskop liegende Zwiebelepidermis. Wir konnten beobachten, dass die Zellen kleiner wurden und sich z.t. eindellten. Biologie, 11. Klasse 18

Erklärung: Die hoch konzentrierte Zuckerlösung außerhalb der Zellen enthalten mehr gelöste Zuckerteilchen als der Zellsaft der Vakuole (sie ist hypertonisch). Durch Osmose strömt Wasser aus der Vakuole durch die selektiv permeable Membran von Vakuole und Zelle nach außen. Dadurch schrumpft die Vakuole und die Cytoplasmamembran löst sich von der Zellwand. Diesen Vorgang nennt man Plasmolyse. Der Zellsaft der Vakuole erscheint dunkler und kräftiger gefärbt, weil der Farbstoff stärker konzentriert ist, da das Wasser verschwunden ist. Triebfeder der Plasmolyse ist die Osmose, da die Membranen selektiv permeabel sind: Wasser kann hindurch diffundieren, gelöste Zuckerteilchen (und andere organische oder anorganische Stoffe) dagegen nicht. Falls die Zelle durch übermäßige Plasmolyse keinen Schaden genommen hat, ist die Plasmolyse umkehrbar: Tauscht man die Zuckerlösung durch Wasser, dann ist das umgebende Medium hypertonisch(enthält weniger gelöste Teilchen als die Vakuole) und es erfolgt Wassereinstrom in die Zelle. Die Vakuole füllt sich, der Zellsaft wird verdünnt und die Cytoplasmamembran wieder an die Zellwand gedrückt. Diesen Vorgang nennt man Deplasmolyse. Turgor = Druck in der Pflanzenzelle; ist bei guter Wasserversorgung hoch (-> prall gefüllte Vakuole -> hoher Druck auf die Zellwand). Biologie, 11. Klasse 19

9. Die Zelle im Elektronenmikroskop T I E R I S C H E Z ELLE Mitochondrien Kernpore Kernmembran (Kernhülle) Mikrovilli Dictysom Chromatin Cytoplasma Ribosomen raues ER (mit Ribosomen) Nucledus (Kernkörperchen) Endoplasmatisches Reticulum (ER) Funktionen der einzelnen Zellbestandteile: Cytoplasmamembran: selektiv permeabel; Transport; Abgrenzung der Zelle nach außen. ER: Synthese und Transport von Proteinen. Cytoplasma: enthält organische und anorganische Stoffe und das Cytosklett. Dictysom: Herstellung und Speicherung von Sekreten (v.a. in Drüsenzellen). Ribosom: Proteinsynthese. Mikrovilli: dienen der Oberflächenvergrößerung. Zellkern: enthält Erbgut, steuert den Zellstoffwechsel. Kernhülle: schützt den Zellkern. Nucledus: Synthese von ribosomaler RNA (rrna). Mitrochondrien: Kraftwerk der Zelle ; Ort der Zellatmung: Abbau von Glucose zur Energiegewinnung. Glucose + Sauerstoff -> Kohlendioxid + Wasser + Energie Chemische Energie in Form von Arp (Adenosintriphosphat). Biologie, 11. Klasse 20

Bau: DNA äußere Membran Intermembranraum innere Membran Ribosomen In derinneren Membran liegen die Enzyme für die Zellatmung: Die Einfaltungen dienen der Oberflächenvergrößerung. P F L A N Z L I C H E Z ELLE Vakuole Tüpfel Mitrochondrien Chloroplasten Zellkern Dictysom Cytoplasma Ribosomen ER Cytoplasmamembran Zellwand Biologie, 11. Klasse 21

Funktion der Chloroplasten: Fotosynthese (enthalten Chlrorophyl) Licht Kohlendioxid + Wasser -> Glucose + Sauerstoff 6CO 2 + 6H 2 O -> C 6 H 12 O 6 + 6O 2 Vorkommen: nur in grünen Pflanzenteilen. Bau: Matrix (Stroma) Intermembranraum DNA Ribosomen innere Membran äußere Membran Zellorganellen sind Funktionseinheiten einer Zelle. Biologie, 11. Klasse 22