1.1 Zwei Grundtypen der Zelle
Eukaryoten/ Prokaryoten
Beispiele
Eukaryoten : Menschen, Tiere, Algen, Einzeller
Prokaryoten : Bakterien
Zellkern
Eukaryoten : vorhanden
Prokaryoten : nicht vorhanden
Ort des Erbguts
Eukaryoten : Im Zellkern
Prokaryoten : Freischwimmend im Cytoplasma
Zellwand
Eukaryoten : Bei Pflanzenzellen vorhanden (Cellulose)
bei Tierzellen nicht vorhanden
Prokaryoten : Aus Aminozuckern, Aminosäure
Kernmembran, Mitochondrien, ER, Golgi-Apparat
Chromosomen
Eukaryoten : Mehrere Chromosomen aus DNA und Proteinen
Prokaryoten : Ein Ring aus DNA; Plasmide
Teilung
Eukaryoten : Mitose
Prokaryoten : Einfache Querteilung
1.2. Organellen der Eukaryotenzelle
Der Zellkern als Steuerzentrale
Hier befindet sich die DNA. Der Zellkern ist von einer Doppelmembran, Kernmembran, umschlossen. Die Kernmembran enthält Kernporen, die einen Stoffaustausch zwischen Kern und Cytoplasma ermöglichen. Die Kernplasma enthält ein oder mehrere Kernkörper
Mitochondrien
Sind die Kraftwerke einer Zelle; in ihnen wird ATP (Energieträger der Zelle) gebildet. Innerhalb der Mitochondrien läuft die Zellatmung ab. Hier befinden sich Ribosomen und die Mitochondrien-DNA
Endoplasmatisches Retikulum (ER) und Ribosomen
ER: An den Membranen der ER finden viele Stoffwechselvorgänge statt. ER kommt in zwei Zuständen vor:
Die Grundsubstanz ist das glatte endoplasmatische Retikulum, das maßgeblich am Auf- und Abbau von Lipiden beteiligt ist.
Durch Anlagerung von Ribosomen entsteht das raue ER. Diese transportiert die an den Ribosomen synthetisierten Proteine durch sein Kanalsystem.
Hauptfunktion des ERs ist die Synthese. Vom Ort der Synthese werden die synthetisierten Stoffe in Form von Vesikeln zum Golgi-Apparat transportiert.
Ribosomen: entweder am ER oder frei im Cytoplasma vorliegen. Die Ribosomen sind Orte der Proteinbiosynthese.
Peroxismen und Lysosomen
Die Peroxisomen sind Entgiftungsorganellen die in allen Zellen, v.a. in Leber und Niere, vorhanden sind. Sie werden vom glatten ER hergestellt und enthalten Oxydasen und Katalasen zur Zerstörung aggressiver Verbindungen wie Alkohol und Fettsäuren. Lysosomen enthalten Enzyme für den Abbau vieler Substanzen.
Zytoskelett und Zentriolen
Das Zytoskelett ist ein System aus Proteinen und bildet ein intrazelluläres Gerüst und ist damit essentiell für die Form und Organisation der Zelle. Seine wichtigsten Bestandteile sind drei Arten von Proteinfasern:
- Mikrotubuli sind für die Transportvorgänge und Bewegung bzw. Befestigung der Organelle im Cytoplasma zuständig. Sie bilden die Mitosespindel aus, mit deren Hilfe Chromosomen während der Zellteilung an die Kernpole gezogen werden.
- Aktinfilamente liegen unter der Plasmamembran und geben den der Zelle ihre Form.
- Intermediär Filamente dienen hauptsächlich der mechanischen Stabilisierung der Zelle.
Zentriolen kommen paarig in der Zelle vor und spielen eine wichtige Rolle bei der Zellteilung und bilden die Basis für den Aufbau von Geiseln (Bewegungsorganellen z.B. bei Spermazellen).
1.3. Pflanzenzelle
Pflanzenzellen enthalten im Gegensatz zu den tierischen Zellen zusätzlich eine Zellwand, Plastiden und Zentralvakuole.
Verleiht der Zelle ihre feste Form, ermöglicht den Turgor und schützt sie vor mechanischer Beschädigung.
Vakuole
Sind flüssigkeitsgefüllte Räume, die der Speicherung und Lyse (der Zerfall organischen Materials) verschiedener Substanzen dienen.
Plastiden
Man unterscheidet zwischen Chloroplasten, Chromoplasten und Leukoplasten.
Chloroplasten sind fotosynthetisch aktive Plastiden. Die innere Membran umschließt das Stroma in dem die Thylakoide vorliegen, welche für die Fotosynthese wichtige grüne Pigment enthält. (Chlorophyll in der Thylakoidmembran)
Chromoplasten enthalten Carotinoide und sind für viele Blütenfarben sowie die Farbe mancher Früchte und Wurzeln verantwortlich.
Leukoplasten dienen zur Speicherung von Stärke.
1.4. Stofftransport durch Biomembran
Diffusion
Gleichmäßige Verteilung – Passiver Transportvorgang
Sind zwei Stoffe unterschiedlich konzentriert, führt das Prinzip der Diffusion zu einem Konzentrationsausgleich. Die Teilchen können durch die semipermeable Membran passieren, so kommt es zu einem Ausgleich auf beiden Seiten.
Osmose
Einseitige Verteilung – Passiver Transportvorgang
Je nach Teilchen, Größe und Ladung können Stoffe durch die selektivpermeable Membran durch oder nicht. Die Membran ist durchlässig für Wasser und andere Gelöste Stoffe durch und führt so zum Konzentrationsausgleich.
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