Biologie Was ist das? Was tut man da? Womit beschäftigt man sich?
Wiederholung Merkmal des Lebens Aufbau aus Zellen Alle Lebewesen bestehen aus Zellen. Man kann grob drei verschiedene Zelltypen unterscheiden? Welche? Welche Merkmale machen den Unterschied deutlich? Wie groß ist eine Zelle? Vergleiche! In der Biologie kann man alle Strukturen hierarchisch nach ihrer Größe ordnen. Welche Struktur kommt über- und unterhalb der Ebene der Zelle?
Größe einer Zelle
Grössenvergleiche
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Prokaryont Kernlose Einzeller Klein: 1-5µm Dazu zählen alle Bakterien, die wir kennen. Wenige interne Strukturen Welche? Flagellum oder Cilien für Bewegung z.t. eine Schutzkapsel aus Schleim Welche Rollen spielen Bakterien in der Natur und für den Menschen???
Die Zellorganellen Bereits die einfachsten Lebewesen, die Bakterien, bestehen zwar nur aus einer einzigen Zelle. Dennoch bringen sie alle Merkmale des Lebens hervor. Welche Strukturen innerhalb einer bakteriellen Zelle sind dafür verantwortlich? (Bewegung, Reizbarkeit, Wachstum, Fortpflanzung, Stoffwechsel) Die Eukaryonten haben viel komplizierter gebaute Zellen und weitere Organellen. Dies hängt vor allem mit der Nutzung von mehr Zellmembran zusammen.
Membranen sind etwas Tolles. Sie grenzen eine Zell nach aussen hin ab, schaffen aber auch bestimmte Bereiche (Kompartimente) innerhalb einer Zelle. An Membranen laufen viele Zellreaktionen ab (z.b. Zellatmung). Zellmembran
Die eukaryontische Zelle Zeichne mit Hilfe dieser Bilder eine eukaryontische Zelle in dein Heft und beschrifte sie. Welche Organellen sind nicht von einer Membran umgeben?
Auflösung Lysosom Golgi-Apparat Zellkernpore Zellkern Ribosomen Chloroplast Endoplasmatisches Reticulum Membranpore Zellmembran und Zellwand Vakuole Mitochondrium Zellplasma Es fehlen: Vesikel, Zellskelett, Membraneiweissstoffe
Auflösung II Nucleus Rauhes endoplasmatisches Reticulum Zellwand Cytomembran Chloroplast Glattes endplasmatisches Reciculum Lysosom Golgiapparat Mitochondrium Vakuole Ribosomen Vesikel Cytosol Cytoskelett
Aufgabe/ Tabelle Zellbestandteil/ Organell Funktion/ Aufgabe Hilft bei folgendem Merkmal Vakuole (bei Pflanzen) Zellkern (mit Kernporen und Erbgut) Mitochondrien Chloroplasten (bei Pflanzen) Endoplasmatisches Reticulum und Golgiapparat Lysosomen; sonstige Vesikel Cytoskelett Cytoplasma Cytomembran = Plasmamembran = Plasmalemma Lies die Texte zu den Zellorganellen und versuche die Tabelle auszufüllen!
Was wollen wir uns noch in Erinnerung rufen? Mit der Wiederholung der Zelle und der Zelltypen, haben wir auch die einfachsten einzelligen Prokaryonten (Bakterien) und Eukaryonten (z.b. Pantoffeltierchen) besprochen. Wir wollen grob rekapitulieren, wie aus diesen Einzellern vielzellige Lebewesen, also auch wir Menschen, entstanden sein könnten. Wir wollen uns noch überlegen, wie die Vielzahl der Lebewesen zusammen gefasst und geordnet werden kann. Schließlich ist noch wichtig sich die Vorgänge der Mitose und Meiose als Grundlage für Wachstum und Fortpflanzung in Erinnerung zu rufen.
Zeitliche Entwicklung Die Erde ist knapp 5 Mrd. Jahre alt. Das Leben entstand vor knapp 4 Mrd. Jahre (Prokaryonten). Die ersten Eukaryonten tauche vor 1,5-2 Mrd. Jahren auf. Komplexe Lebewesen aus mehreren Zellen erst vor 500 Mio. Jahren.
Vom Einfachen zum Komplexen Wie sind die Eukaryonten mit ihren vielen Organellen entstanden? Lassen sich auch die Eukaryonten auf Prokaryonten zurück führen?
Theorien... - Es gibt keine Zeugnisse für Übergangsstufen zwischen Prokaryonten und Eukaryonten. - Aber verschiedene Besonderheiten der Zellorganellen führten zu Theorien, wie Eukaryonten entstanden sein könnten. 1 6 2 6 2 3 7 4 1 Bakterium <----> Mitochondrium
Vergleiche... - Mitochondrien und Chloroplasten können nur durch Teilung entstehen. Die Zelle baut sie nicht selbst auf. - Sie besitzen zwei Membranen, alle anderen Organellen nur eine. - Die innere Membran von Mitochondrien enthält einen Stoff, der sonst nur in der Membran von Bakterien vorkommt, die äußere ist wie die Zellmembran aufgebaut. - Mitochondrien und Chloroplasten enthalten eigene DNA, die nackt vorliegt und meist ringförmig gebaut ist, wie die der Bakterien (Plasmide). - Mitochondrien und Chromosomen haben eigene Ribosomen, die kleiner sind als normale eurkaryontische Ribosomen.
Endosymbiontentheorie (1900/1970) - Was bedeutet der Begriff Endosymbiose? - Welche Rolle spielen Membranen? - Wieso besitzen Mitchondrien und Chloroplasten zwei Membranen? - Wie könnten begeisselte Eukaryonten entstanden sein (Euglena)?
Die Entwicklung geht weiter... - Das Aufkommen der Eukaryonten zeigt, dass verschiedene Bereiche der Zelle nun spezielle Aufgaben erledigen. Stichworte: Organellen; Kompartimentierung - Vor ca. 1 500 000 000 (1,5 Milliarden) Jahren, kam es zu einer weiteren Veränderung der Lebewesen, die zu spezialisierten Zellen geführt hat. - Zum ersten Mal traten Organismen auf, die aus mehr als einer Zelle bestanden. Man fasst sie heute als Metazoen = Vielzeller (eignetlich vielzellige Tiere) zusammen. Welche Vorteile bringt die Vielzelligkeit?
Erste und einfache Vielzeller Algen, Schwämme, Polyp
Aus eins mach viele... Um die vielfältigen Lebensprozesse in kompliziert gebauten Lebewesen hervorzubringen, haben sich Zellen spezialisiert. Spezialisierte Zellen kommen selten allein vor, sondern sie sind zu Zellverbänden zusammen geschlossen, zu Geweben. Bilden Gewebe dreidimensionale Gebilde, so bezeichnet man diese als Organe.
Explosion der Vielfalt Wäre das Leben auf der Erde 1 Stunde alt, so hätte man erst nach ca. 50 Minuten die ersten Lebewesen entdecken können, die wir als Tiere oder Pflanzen bezeichnen würde. Der Mensch taucht auf der Stundenskala erst in den letzten drei Sekunden auf, auf der Jahrsskala am 31.12. morgens um 7.20 Uhr Wäre das Leben 1 Jahr alt, so wären die ersten einfachen, vielzelligen Tiere und Pflanzen am 7. November aufgetaucht. Zu diesem Zeitpunkt (vor 500-600 Millionen Jahren) beginnt das Erdzeitalter Kambrium, aus dem viele Funde versteinerter Lebewesen erhalten sind.
Die Geschichte des Lebens in einer Stunde