Cytologie
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Questions and Answers

Was ist die korrekte Reihenfolge der Ereignisse während der Plasmolyse?

  • Zellwand verliert ihre Form, Vakuole dehnt sich aus, Plasma löst sich von der Zellwand.
  • Plasma und Zellmembran lösen sich von der Zellwand, Vakuole verkleinert sich, starre Zellwand behält ihre Form. (correct)
  • Vakuole dehnt sich aus, Plasma drückt gegen die Zellwand, Zellwand verhindert weitere Ausdehnung.
  • Vakuole platzt, Plasma tritt aus, Zellwand kollabiert.

Welche der folgenden Aussagen beschreibt den Zusammenhang zwischen Tugordruck und Wanddruck am besten?

  • Tugordruck und Wanddruck wirken in die gleiche Richtung und verstärken sich gegenseitig.
  • Wanddruck ist der Druck, den der Zellsaft gegen die Zellwand ausübt.
  • Tugordruck ist der Druck, den die Zellwand auf den Zellsaft ausübt.
  • Tugordruck ist der Innendruck der Zelle, während der Wanddruck den entgegengesetzten Druck der Zellwand darstellt. (correct)

Unter welchen Bedingungen würde eine Pflanzenzelle nicht platzen, wenn sie in eine hypotonische Umgebung gebracht wird?

  • Wenn die Zelle keine Zellwand besitzt.
  • Wenn die Zelle eine starre Zellwand besitzt, die dem zunehmenden Tugordruck standhalten kann. (correct)
  • Wenn die Zelle einen sehr niedrigen osmotischen Druck hat.
  • Wenn die Zelle bereits einen hohen Tugordruck hat.

Welche der folgenden Aussagen beschreibt am besten die Funktion von Knorpelgewebe?

<p>Es bildet eine elastische, feste Grundsubstanz, in der Zellen einzeln oder in kleinen Gruppen angeordnet sind. (B)</p> Signup and view all the answers

Welche Funktion haben die Kernporen im Zellkern hauptsächlich?

<p>Kontrolle des Stoffaustauschs zwischen Zellkern und Zytoplasma (B)</p> Signup and view all the answers

Welche der folgenden Eigenschaften ist kein Merkmal von Epithelgewebe?

<p>Es ist durch eine stark ausgeprägte Zwischenzellsubstanz gekennzeichnet. (C)</p> Signup and view all the answers

Was passiert mit einer Zelle, die sich in einer hypertonischen Lösung befindet?

<p>Sie gibt Wasser ab und schrumpft. (A)</p> Signup and view all the answers

Wie unterscheidet sich glatte Muskulatur von quergestreifter Muskulatur hinsichtlich ihrer Struktur und Funktion?

<p>Glatte Muskulatur besteht aus spindelförmigen, einkernigen Zellen und ermöglicht langsame, unwillkürliche Kontraktionen, während quergestreifte Muskulatur aus langen, vielkernigen Fasern besteht und schnelle, willkürliche Bewegungen ermöglicht. (D)</p> Signup and view all the answers

Wie beeinflusst eine semipermeable Membran den Konzentrationsausgleich zwischen zwei Lösungen?

<p>Sie lässt nur bestimmte Moleküle, typischerweise Lösungsmittelmoleküle, passieren. (C)</p> Signup and view all the answers

Welche Aussage beschreibt am besten die Funktion des Nucleolus?

<p>Er ist die Steuerzentrale des Zellkerns. (A)</p> Signup and view all the answers

Welche Rolle spielt die Zwischenzellsubstanz im Binde- und Stützgewebe?

<p>Sie ist von Bindegewebsfasern durchzogen und verleiht dem Gewebe Festigkeit. (A)</p> Signup and view all the answers

Wie sind Knochenzellen miteinander verbunden und welche Substanz härtet die Grundsubstanz des Knochengewebes?

<p>Knochenzellen sind durch feine Fortsätze verbunden, und die Grundsubstanz wird durch eingelagerte anorganische Salze, meist Calciumsalze, gehärtet. (B)</p> Signup and view all the answers

Wie verändert sich der osmotische Druck, wenn die Konzentration einer Lösung erhöht wird?

<p>Er steigt. (B)</p> Signup and view all the answers

Welche Aussage beschreibt am besten die Biuret-Reaktion zum Nachweis von Eiweißen?

<p>Nach Zugabe von Natronlauge und Kupfer(2)-sulfatlösung sowie schwachem Erhitzen entsteht eine rot-violette Färbung. (B)</p> Signup and view all the answers

Bei welchem Nährstoffnachweis entsteht ein ziegelroter Niederschlag nach der Reaktion?

<p>Fructose (D)</p> Signup and view all the answers

Welches Ergebnis deutet auf das Vorhandensein von Fetten hin, wenn eine Substanz auf Filterpapier aufgetragen und getrocknet wird?

<p>Ein klarer, durchscheinender Fleck bleibt zurück. (B)</p> Signup and view all the answers

Wie kann man Kohlenstoffdioxid (CO2) nachweisen?

<p>Indem man das Gas in Kalkwasser leitet, wodurch dieses sich milchig trübt. (C)</p> Signup and view all the answers

Warum denaturiert Eiweiß bei Erhitzung oder Zugabe von Säuren?

<p>Weil sich dadurch die räumliche Struktur des Eiweißes verändert, was seine Funktion beeinträchtigt. (B)</p> Signup and view all the answers

Welches der folgenden Modelle berücksichtigte nicht den hohen Proteinanteil in Biomembranen?

<p>Bilayer-Modell von Gorter &amp; Grendel (C)</p> Signup and view all the answers

Welche Aussage beschreibt am besten den Unterschied zwischen primär und sekundär aktivem Transport?

<p>Primär aktiver Transport verwendet direkt Energie (z.B. ATP), um Stoffe gegen ihr Konzentrationsgefälle zu transportieren, während sekundär aktiver Transport den Konzentrationsgradienten nutzt, der durch primär aktiven Transport aufgebaut wurde. (B)</p> Signup and view all the answers

Welche der folgenden Aussagen beschreibt die Osmose am treffendsten?

<p>Der Konzentrationsausgleich von zwei Stoffen durch eine semipermeable Membran. (A)</p> Signup and view all the answers

Welche Eigenschaft des Flüssig-Mosaik-Modells von Singer und Nicolson ermöglicht die laterale Bewegung von Proteinen innerhalb der Membran?

<p>Die Fluidität der Lipid-Doppelschicht. (D)</p> Signup and view all the answers

Was ist die Hauptfunktion von Glucose-Transportern in Zellen?

<p>Der schnelle, erleichterte Transport von Glucose über die Zellmembran. (B)</p> Signup and view all the answers

Ein Forscher entdeckt eine neue Zelle, die aktiv Ionen gegen ihr Konzentrationsgefälle transportiert. Welcher Mechanismus ist dafür am wahrscheinlichsten verantwortlich?

<p>Primär aktiver Transport (B)</p> Signup and view all the answers

Welche Konsequenz hätte es für eine Zelle, wenn ihre Membran keine Phospholipide mehr hätte?

<p>Die Zelle würde ihre Fähigkeit verlieren, eine Barriere zwischen dem Inneren und der Umgebung aufrechtzuerhalten. (A)</p> Signup and view all the answers

Wie unterscheidet sich die Diffusion von der Osmose in Bezug auf Membranen?

<p>Osmose erfordert eine semipermeable Membran, Diffusion nicht zwingend. (C)</p> Signup and view all the answers

Welche der folgenden Aussagen beschreibt am besten die Funktion der Spaltöffnungen in Pflanzen?

<p>Sie regulieren den Gasaustausch und die Abgabe von Wasserdampf. (D)</p> Signup and view all the answers

Wie unterscheiden sich Adhäsion und Kohäsion im Zusammenhang mit dem Wassertransport in Pflanzen?

<p>Adhäsion bezieht sich auf die Anziehungskraft zwischen Molekülen unterschiedlicher Substanzen, wie Wasser und den Gefäßwänden, während Kohäsion die Anziehungskraft zwischen Wassermolekülen selbst beschreibt. (A)</p> Signup and view all the answers

Welche der folgenden Aussagen erklärt am besten, wie Wasser von der Wurzel bis zu den Blättern einer Pflanze transportiert wird?

<p>Durch die Kapillarwirkung, unterstützt durch Kohäsion und Adhäsion der Wassermoleküle. (A)</p> Signup and view all the answers

Was ist die Hauptfunktion der Kutikula bei Pflanzen?

<p>Schutz vor übermäßigem Wasserverlust durch Verdunstung. (D)</p> Signup and view all the answers

Welche Rolle spielt die Osmose beim Wassertransport in Pflanzenwurzeln?

<p>Sie ist für die Wasseraufnahme aus dem Boden in die Wurzelhaarzellen verantwortlich. (C)</p> Signup and view all the answers

Wie unterscheidet sich die Zusammensetzung einer pflanzlichen Zelle hauptsächlich von einer tierischen Zelle in Bezug auf die Hauptbestandteile?

<p>Pflanzliche Zellen enthalten einen höheren Anteil an Kohlenhydraten, während tierische Zellen mehr Lipide enthalten. (D)</p> Signup and view all the answers

Welche Funktion hat Fructose in Pflanzen und für den menschlichen Körper?

<p>Energielieferant und Zuckeraustauschstoff für Diabetiker. (B)</p> Signup and view all the answers

Welche Bedeutung hat Maltose für Pflanzen und in der menschlichen Ernährung?

<p>Wichtiger Energielieferant, entsteht beim Abbau von Polysacchariden und unterstützt die Verdauung. (D)</p> Signup and view all the answers

Welche der folgenden Funktionen wird nicht von Mitochondrien erfüllt?

<p>Durchführung der Fotosynthese (C)</p> Signup and view all the answers

Welche Aussage beschreibt am besten die Zelldifferenzierung?

<p>Der Prozess, bei dem unspezialisierte Zellen unterschiedliche Funktionen und Strukturen entwickeln (D)</p> Signup and view all the answers

Was ist die Hauptaussage der Endosymbiontentheorie?

<p>Mitochondrien und Chloroplasten stammen von ursprünglich eigenständigen prokaryotischen Zellen ab, die von einer eukaryotischen Urzelle aufgenommen wurden. (A)</p> Signup and view all the answers

Welches Merkmal unterscheidet eukaryotische Zellen hauptsächlich von prokaryotischen Zellen?

<p>Vorhandensein eines Zellkerns (B)</p> Signup and view all the answers

Welche der folgenden Strukturen kommt nicht in Bakterienzellen vor?

<p>Mitochondrien (C)</p> Signup and view all the answers

Welche Funktion hat das endoplasmatische Retikulum (ER) hauptsächlich in einer Zelle?

<p>Synthese von Lipiden und Proteinen sowie Transportprozesse (D)</p> Signup and view all the answers

Welche der folgenden Zellstrukturen ist hauptsächlich für die Stärkespeicherung in Pflanzenzellen verantwortlich?

<p>Amyloplasten (D)</p> Signup and view all the answers

Was ist die hauptsächliche Funktion des Golgi-Apparats?

<p>Verpackung und Transport von Stoffen (A)</p> Signup and view all the answers

Welchen Vorteil bietet die Koloniebildung für Einzeller wie Pandorina oder Volvox?

<p>Schutz vor Fressfeinden und verbesserter Stoffwechsel (B)</p> Signup and view all the answers

Welche der folgenden Strukturen ermöglicht es tierischen Zellen, ihre Oberfläche zu vergrößern?

<p>Mikrovilli (C)</p> Signup and view all the answers

Was versteht man unter dem Begriff 'Kompartimentierung' in Zellen?

<p>Die Aufteilung der Zelle in abgegrenzte Bereiche mit spezifischen Funktionen (C)</p> Signup and view all the answers

Welchen Ursprung haben Chloroplasten laut der Endosymbiontentheorie?

<p>Cyanobakterium (D)</p> Signup and view all the answers

Welcher der folgenden Prozesse findet hauptsächlich im Zellkern statt?

<p>Transkription (C)</p> Signup and view all the answers

Welches Merkmal ist charakteristisch für Deckgewebe (Epithel)?

<p>Lückenloser Zellverband, der Oberflächen bedeckt (A)</p> Signup and view all the answers

Welche Aussage über Euglena ist korrekt?

<p>Besitzt tierische und pflanzliche Merkmale. (C)</p> Signup and view all the answers

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Flashcards

Glucose-Formänderung

Glucose verändert die Form, um den Wassertransport zu beschleunigen.

Aktiver Transport

Transportprozess, der Energie benötigt, um Stoffe gegen ihr Konzentrationsgefälle zu bewegen.

Primär aktiver Transport

Aktiver Transport, der direkt Energie (z.B. ATP) nutzt, um Ionen gegen ihr Konzentrationsgefälle zu transportieren.

Sekundär aktiver Transport

Aktiver Transport, der das durch primären Transport erzeugte Konzentrationsgefälle nutzt, um andere Substanzen zu transportieren.

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Overtons Biomembran-Hypothese

Biomembranen bestehen hauptsächlich aus Lipiden.

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Langmuirs Phospholipid-Schicht

Phospholipid-Doppelschicht mit hydrophilen Köpfen und lipophilen Schwänzen.

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Gorter & Grendels Bilayer-Modell

Zwei Phospholipid-Einzelschichten bilden eine Doppelschicht (Bilayer).

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Osmose

Konzentrationsausgleich durch eine semipermeable Membran.

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Isotonisch

Gleicht die Konzentrationen zweier Lösungen aus.

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Hypoton

Lösung mit niedrigerer Konzentration.

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Hyperton

Lösung mit höherer Konzentration.

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Osmotischer Druck

Maß für die Fähigkeit einer Lösung, Wasser anzuziehen (Pascal).

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Turgordruck

Druck des Zellsafts gegen die Zellwand (Innendruck).

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Wanddruck

Druck der Zellwand gegen den Turgordruck.

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Zellkern

Zellkern: Steuerzentrale einer Zelle.

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Kernporen

Kontrollieren den Stoffaustausch im Zellkern.

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Muskelgewebe

Gewebe, das aus langgestreckten Zellen (Muskelfasern) besteht, die sich durch kontraktile Fibrillen zusammenziehen können.

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Epithelgewebe (Deckgewebe)

Einschichtiges oder mehrschichtiges Gewebe, das Oberflächen bedeckt und Drüsen bildet, die Sekrete absondern.

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Binde- und Stützgewebe

Gewebe, dessen Zellen durch Zwischenzellsubstanz getrennt sind und durch Bindegewebsfasern Festigkeit erhalten.

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Glatte Muskulatur

Spindelförmige, einkernige Zellen, die langsame, unwillkürliche Kontraktionen ermöglichen.

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Quer gestreifte Muskulatur

Lange, vielkernige Fasern, die für willkürliche Bewegungen der Skelettmuskulatur verantwortlich sind.

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Stärke-Nachweis

Dunkle Färbung (schwarz, violett, blau) bei Zugabe von Iod-Kaliumiodid.

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Glucose/Fructose-Nachweis

Ziegelroter Niederschlag nach Erhitzen mit Fehling-Reagenz.

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Fett-Nachweis

Durchscheinender Fleck auf Filterpapier nach Trocknung.

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Biuret-Reaktion (Eiweiß)

Rot-violette Färbung nach Zugabe von Natronlauge und Kupfer(2)-sulfatlösung.

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CO2-Nachweis

Milchige Trübung von Kalkwasser nach Einleiten des Gases.

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Schwammgewebe

Gewebe in Pflanzen, das für die Fotosynthese verantwortlich ist, enthält Chloroplasten.

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Untere Epidermis

Äußere Zellschicht der Blätter, die Schutz bietet.

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Spaltöffnungen

Öffnungen in Blättern, die den Gasaustausch und die Wasserdampfabgabe ermöglichen.

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Interzellulare

Räume zwischen Pflanzenzellen, die den Gastransport ermöglichen.

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Kutikula

Wachsschicht auf Blättern, die vor Verdunstung schützt.

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Transpiration

Verdunstung von Wasser über Stomata oder die Kutikula der Pflanze.

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Adhäsion

Anziehungskraft zwischen ungleichen Molekülen, die zum Haften führt.

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Kohäsion

Anziehungskraft zwischen gleichen Molekülen, die diese zusammenhält.

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Chloroplasten

Organellen, die Photosynthese betreiben; enthalten Chlorophyll.

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Chromoplasten

Organellen, die für die Färbung von Pflanzenteilen verantwortlich sind.

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Leukoplasten

Farblose Organellen, die verschiedene Funktionen haben können, z. B. die Speicherung von Stärke.

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Mitochondrien

Zellorganell, Ort der Zellatmung und Energieproduktion (ATP).

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Endosymbiontentheorie

Theorie, dass Mitochondrien und Chloroplasten ursprünglich eigenständige Bakterien waren, die von eukaryotischen Zellen aufgenommen wurden.

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Phagozytose

Eine Zelle nimmt eine andere Zelle oder Partikel auf, indem sie ihre Membran um sie herum ausstülpt.

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Zelldifferenzierung

Entwicklungsprozess, bei dem unspezialisierte Zellen unterschiedliche Funktionen und Strukturen entwickeln.

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Eukaryoten

Zellen mit einem Zellkern und anderen membranumhüllten Organellen.

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Prokaryoten

Zellen ohne Zellkern; ihre DNA liegt frei im Cytoplasma.

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Kompartimentierung

Abgegrenzte Reaktionsräume innerhalb einer Zelle, die bestimmte Funktionen erfüllen.

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ER (Endoplasmatisches Retikulum)

Zellorganell für die Fettsynthese, Proteinsynthese und Transportprozesse.

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Golgi-Apparat

Zellorganell für die Verpackung und den Transport von Stoffen.

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Vakuole

Speicherung und Abbau von Stoffen in der Zelle

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Transkription

Die Übertragung genetischer Informationen von DNA zu RNA.

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Study Notes

Cytologie

Hierarchie der Strukturebenen

  • Die Eigenschaften der Atome bestimmen die Struktur und Reaktionsweise von Molekülen.
  • Lebewesen bestehen aus Atomen.
  • Die strenge Anordnung der Atome in Makromolekülen ermöglicht die Codierung der Erbinformation.
  • Zellen sind Reaktionsräume, die in spezifische Funktion unterteilt sind und Organellen enthalten.
  • Zellen haben eine bestimmte Aufgabe.
  • Eigenständiges Leben ist auf Organisationsebene möglich.
  • Gewebe ist ein Verband gleich gebauter Zellen mit gleicher Funktion.
  • Organe bestehen aus verschiedenen Geweben.
  • Organe übernehmen Lebensfunktionen.
  • Organsysteme werden durch mehrere Organe mit ihren Eigenschaften gebildet
  • Das Zusammenspiel aller Organisationsebenen.

Biomembran

  • Membranen enthalten Fette (Lipide) und Proteine.
  • Biomembranen bestehen aus Phospholipid-Molekülen.
  • Phospholipide bestehen aus einem hydrophilen (wasserliebenden) Kopf (Phosphatgruppe) und einem hydrophoben (wasserabweisenden) Schwanz (Fettsäuren).
  • Lecithin ist ein Phospholipid, das aus Glycerin, zwei Fettsäuren (Palmitin- und Ölsäure), Phosphorsäurerest und Cholin besteht.
  • Die Dicke beträgt 6-8 Mikrometer.
  • Sie bestehen aus 40-50 % Lipiden und 50-60 % Proteinen.
  • Lecithin ist bipolar (hydrophob und hydrophil).
  • Die hydrophilen Köpfe sind immer zum Wasser ausgerichtet.
  • Bei Biomembranen liegt eine Phospholipid-Doppelschicht vor.
  • Die Phospholipidschicht ist wasserundurchlässig.
  • Stoffe wie Wasser, kleine Moleküle (bestimmte Gase) und lipophile Stoffe gelangen ungehindert durch die Biomembran.
  • Hormone, Ionen, hydrophile Stoffe und große Moleküle gelangen nicht einfach hindurch.

Funktion der Biomembran

  • Abgrenzung von Zellen und Zellräumen
  • Regulation des Stoffaustauschs
  • Erkennung von Signalmolekülen (mithilfe von Rezeptoren)
  • Verbindung, Erkennung und Kommunikation mit anderen Zellen
  • Das Flüssig-Mosaik-Modell stellt die Biomembran als eine dynamische Struktur dar, in der Proteine und Lipide beweglich sind.
  • Zellen tauschen Stoffe aus, um miteinander zu kommunizieren.
  • Bestimmte Mechanismen ermöglichen den Austausch, da die Biomembran eine Barriere darstellt.
  • Membranen sind für manche Stoffe durchlässig und somit semipermeabel.

Transport durch Membranen

  • Beim passiven Transport muss die Zelle keine Energie aufwenden.
  • Teilchen bewegen sich von hoher zu niedriger Konzentration entlang des Konzentrationsgefälles (Diffusion).
  • Bei der einfachen Diffusion bewegen sich kleine, ungeladene Moleküle (H2O, O2, CO2) mit zunehmender Fettlöslichkeit besser durch die Membran.
  • Auch geladene und polare Stoffe wie Aminosäuren oder Ionen werden durch Membranproteine transportiert (erleichterte Diffusion).
  • Kanalproteine (z.B. Aquaporine für schnellen Wassertransport) und Transportproteine (Carrier, die ihre Form ändern, z.B. für Glucose) sind daran beteiligt.
  • Beim aktiven Transport werden Stoffe entgegen dem Konzentrationsgefälle transportiert.
  • Die Zelle muss Energie investieren.
  • Der primär aktive Transport baut ein Ionengradienten entgegen dem Konzentrationsgefälle auf.
  • Der sekundär aktive Transport nutzt das Konzentrationsgefälle vom primären Transport, um eine andere Substanz entgegen ihrem Gradienten zu transportieren.

Historische Modellvorstellungen der Biomembran

  • Overton (1895): Biomembranen bestehen aus Lipiden.
  • Langmuir (1917): Die Biomembran ist eine Phospholipid-Doppelschicht.
  • Gorter & Grendel (1925): Der Beweis erbracht, dass die Membran eine Phospholipid-Doppelschicht ist.
  • Danielli & Davson (1950er): Entwickelten das Sandwich-Modell, bei dem eine starre Proteinschicht die Phospholipid-Doppelschicht bedeckt, was aber viele Eigenschaften der Membranproteine nicht erklären konnte.
  • Singer & Nicolson (1972): Das Flüssig-Mosaik-Modell wurde entwickelt, das sowohl hydrophile als auch lipophile Eigenschaften berücksichtigt.
  • Frye & Edidin (1972): Erweiterung des Modells um die Beweglichkeit von Membranproteinen und Interaktionen zwischen Proteinmolekülen, jedoch keine völlig ungehinderte Beweglichkeit.

Diffusion und Osmose

  • Diffusion: Konzentrationsausgleich zwischen zwei Stoffen innerhalb eines Raums.
  • Osmose: Konzentrationsausgleich zwischen zwei Stoffen durch eine semipermeable Membran.
  • Bei der Osmose findet eine einseitig gerichtete Diffusion statt, z.B. vom Zellplasma in die Vakuole.
  • Hypoton (niedrige Konzentration), Hyperton (hohe Konzentration) und Isoton (ausgeglichene Konzentration) beschreiben das relative Konzentrationsverhältnis zweier Lösungen.
  • In einer hypotonischen Lösung dringt Wasser in die Zelle ein.
  • In einer hypertonischen Lösung platzen die Zellen, da sie sich mit Wasser füllen.
  • Osmotischer Druck: Maß für die Intensität, mit der eine konzentrierte Lösung durch eine semipermeable Membran hindurch Moleküle des Lösungsmittels auflösen kann (gemessen in Pascal).
  • Tugordruck: Druck, den der Zellsaft gegen die Zellwand ausübt (Innendruck der Zelle).
  • Wanddruck: Druck, den die Zellwand dem Tugordruck entgegensetzt.
  • Saugspannung: Maß für das Wasseraufnahmevermögen einer Zelle.
  • Plasmolyse: Plasma und Zellmembran lösen sich von der Zellwand ab, die Vakuole verkleinert sich und Hohlräume entstehen.
  • Deplasmolyse: Zugabe von destilliertem H2O zu plasmolyrisierten Zellen führt zur Ausdehnung der Vakuole und des umgebenden Plasmas, wobei die Zellwand die weitere Ausdehnung verhindert.
  • Wilhelm Pfeffer (1845-1929) entwickelte das Osmometer, auch bekannt als Pfeffersche Zelle.
  • Aufgrund der semipermeablen Membran kann nur ein Konzentrationsausgleich hinsichtlich der H2O-Moleküle erfolgen.
  • Das Eindringen der Flüssigkeit in die Salzlösung ist in Pascal messbar.
  • Dieser Vorgang erzeugt osmotischen Druck.

Zellkern (Nucleus)

  • Der Zellkern ist die Steuerzentrale einer Zelle.
  • Der Nucleolus ist die Steuerzentrale des Zellkerns.
  • Kernporen kontrollieren den Stoffaustausch.
  • Die Kerndoppelmembran schützt die genetischen Informationen.
  • Kernplasma ist für Stoffwechselprozesse zuständig.
  • Chromatin trägt die genetische Information (95 % DNA, 5 % RNA).

Vakuole

  • Bei der Zellvergrößerung entstehen Hohlräume im Plasma, die mit Zellsaft gefüllt sind.
  • Das Cytoplasma vermehrt sich nur unwesentlich.
  • Kleine Vakuolen vergrößern sich zwangsläufig und fließen ineinander.
  • Es bildet Plasmaschichten und später plasmafadendurchzogene Safträume.
  • Der Zellsaft vermehrt sich.
  • Das Plasma kann sich mit Zellorganellen an die Zellwand zurückziehen und eine große Vakuole umschließen.
  • Der Zellsaft ist eine wässrige Lösung zahlreicher organischer und anorganischer Stoffe, wobei in spezialisierten Zellen ein bestimmter Stoff vorherrscht.
  • Zum Beispiel enthalten Vakuolen von Blütenblättern oft Farbstoffe.

Gruppen von Zellstoffen

  • Reservestoffe werden vorübergehend aus dem Stoffwechsel der Zelle entnommen und bei Bedarf zurückgeführt.
  • Z.B. Glucose und Fructose in Früchten
  • Stoffwechselprodukte werden nicht mehr von der Pflanze benötigt und können giftig sein, wenn sie nicht vom Cytoplasma getrennt werden (innere Exkremente).
  • Mitosegift Colchicin dient als Frostschutz.
  • Beispiele für Stoffe im Zellsaft sind Farbstoffe, Gerbstoffe, Glykoside, Alkaloide (Giftstoffe) sowie Säuren und Salze.

Endoplasmatisches Retikulum (ER)

  • Besteht aus zahlreichen Membranschläuchen, Röhren, Bläschen und membranumschlossenen Hohlräumen (Zisternen).
  • Das ER wird in raues und glattes ER unterteilt.
  • Das ER ist an der Synthese und Verarbeitung von Stoffen beteiligt und transportiert diese im interzellulären Raum.
  • Es dient als Kohlenhydrat- und Calciumspeicher und ist an der Entgiftung beteiligt.

Golgi-Apparat

  • Besteht aus mehreren Membranstapeln (Dictyosomen): die Gesamtheit bildet den Golgi-Apparat.
  • Der Golgi-Apparat besteht aus mehreren Golgi-Zisternen, an deren Rändern sich oft Bläschen abschnüren (Golgi-Vesikel).
  • Verpackung und Weitertransport von Stoffen
  • Bildung von Glykoproteinen in tierischen Zellen
  • Bildung von Zellmembran und Zellwand in pflanzlichen Zellen
  • Das Cytoplasma ist der Inhalt einer Zelle und besteht aus Cytoskelett, Cytosol (Zellflüssigkeit) und darin liegenden Zellorganellen.
  • Die Hauptaufgabe des Cytoplasmas ist der Transport von Stoffen.
  • Es sorgt für mechanische Festigkeit und hält die Zellorganellen an ihrem Platz.
  • Es besteht zu 80-85 % aus Wasser, 10-15 % aus Proteinen, 2-4 % aus Lipiden, 0,1-1,5 % aus Polysacchariden, 0,4 % aus DNA, 0,7 % aus RNA, 0,4 % aus kleinen organischen Molekülen und 1,5 % aus anorganischen Molekülen und Ionen.

Ribosomen

  • Ribosomen sind Bestandteile des rauen ER, kommen aber auch frei im Cytoplasma vor.
  • Sie sind ca. 20 Mikrometer groß und bestehen aus einer großen und einer kleinen Untereinheit.
  • Ribosomen liegen oft als spiralförmige Ketten vor (Polyribosomen).
  • Sie bestehen aus Ribonukleinsäuren und Proteinen und enthalten Magnesium.
  • Ribosomen der Bakterien sind kleiner und leichter (70S), während Ribosomen der Eukaryoten größer sind (80S).
  • Ribosomen sind der Ort der Proteinbiosynthese (PBS).
  • Zellen mit hoher PBS haben viele Ribosomen.

Zellwand

  • Die Zellwand bietet Schutz und Abgrenzung.
  • Sie gliedert sich in Mittellamelle, Primärwand, Sekundärwand und Tertiärwand.
  • Die stoffliche Zusammensetzung besteht aus Polysacchariden (Cellulose, Pektine, Hemicellulose) und Proteinen.
  • In der Äquatorialebene sammeln sich Vesikel und Pektine.
  • Es bildet sich eine dünne Haut, die Mittellamelle, die von beiden benachbarten Zellen genutzt wird.
  • Von beiden benachbarten Zellen wird Material angelagert, wodurch Mikrofibrillen verstreut angeordnet werden (Primärwand).
  • Bei endgültiger Größe der Zelle bildet sich die Sekundärwand mit parallel angeordneten Cellulosefasern.
  • In die Zellwand können Lignin (Holzstoff), Suberin (Kork) oder Cutin (Wachs) eingelagert werden.
  • Bei manchen Zellen entsteht eine Tertiärwand.

Plastide

  • Plastide können Farbstoffe enthalten oder farblos sein.
  • Chloroplasten sind photosynthetisch aktiv und enthalten Farbstoffe.
  • Chromoplasten sind farbig und fotosynthetisch inaktiv.
  • Leukoplasten sind farblos und fotosynthetisch inaktiv.
  • Amyloplasten speichern Stärke, Elaioplaste speichern Öle und Proteinoplasten speichern Proteine.
  • Plastide sind umwandelbar.
  • Chloroplasten sind 4-8 Mikrometer groß und der Ort der Fotosynthese.
  • Thylakoide mit Stromalamellen, Ribosomen, DNA, Granathylakoide und Lipidtröpfchen sind Bestandteile Chloroplasten.
  • Mitochondrien sind für die Energieproduktion, Calciumspeicherung und Zellatmung zuständig.
  • Sie sind an der Vererbung beteiligt.
  • Sie stellen getrennte Räume für chemische Prozesse bereit.

Vom Einzeller zum Vielzeller

  • Einzeller: Alle Lebensfunktionen werden von einer Zelle erfüllt.
  • Kolonie: Mehrere Zellen sind durch Gallerte verbunden und profitieren vom Schutz gegen Fressfeinde/Stoffwechsel.
  • Vielzeller: Verschiedene Zellen bilden Gewebe, wodurch Differenzierung und Arbeitsteilung ermöglicht werden. Eine einzelne Zelle ist nicht überlebensfähig.
  • Endosymbiontentheorie: Ein Organismus lebt dauerhaft in einem anderen Organismus zum gegenseitigen Nutzen.
  • Die Endosymbiontentheorie bezieht sich auf die Entstehung von Mitochondrien und Plastiden.
  • Phagozytose: Eine große Urzelle „verschluckt“ kleinere, alleinstehende Zellen, die sich miteinander verbinden und zu einem Organismus werden.
  • Diese Theorie bildet die Grundlage für Zellen und komplexe Organismen.
  • Mitochondrien und Chloroplasten sind aus eigenständigen Zellen entstanden.
  • Mitochondrien sind alpha-Proteobakterien, Chloroplasten sind Cyanobakterien.
  • Es gibt mehrere Beweise für die Endosymbiontentheorie:
  • Vorhandensein von zwei Membranen
  • Eigene DNA
  • Vorhandensein von Teilen der Urzelle
  • Selbstständige Vermehrung
  • Die Endosymbiontentheorie besagt, dass eukaryotische Zellen aus einer Urzelle entstanden sind, die prokaryotische Zellen in sich aufgenommen hat.
  • Zelldifferenzierung ist ein Entwicklungsprozess, bei dem aus ursprünglichen gleichen, unspezialisierten Zellen strukturell und funktionell unterschiedliche Zellen hervorgehen.

Tierische Gewebe

  • Deckgewebe: Lückenloser Zellverband, der äußere Oberflächen und innere Körperhöhlungen überzieht.
  • Es kleidet Drüsen aus und dient zur Abgabe von Sekreten.
  • Die Haut von Wirbeltieren ist oft vielschichtig, wobei obere Schichten absterben können und durch Zellneubildung ersetzt werden.
  • Binde- und Stützgewebe: Zellen sind durch Zwischenzellsubstanz getrennt, die von Bindegewebsfasern durchzogen ist und dem Gewebe Festigkeit verleiht.
  • Es gibt lockeres, straffes, Fettgewebe und Knorpel.
  • Knochenzellen sind durch feine Fortsätze verbunden, wobei die Grundsubstanz durch Einlagerung von anorganischen Salzen verhärtet ist.
  • Blut ist eine flüssige Form des Bindegewebes.
  • Muskelgewebe: Besteht aus langgestreckten Muskelzellen (Muskelfasern) mit kontraktilen Fibrillen im ZP.
  • Glatte Muskulatur besteht aus spindelförmigen, einkernigen Zellen und ermöglicht langsame Kontraktionen (z.B. im Darmkanal).
  • Quer gestreifte Muskulatur besteht aus langen, vielkernigen Fasern und bildet die Skelettmuskulatur.
  • Nervengewebe: Hauptbestandteil sind Nervenzellen, deren Zellkörper eng beieinander liegen.

Pflanzliche Gewebe

  • Epidermis: Schirmt saftige Pflanzenteile ab und schützt vor Verdunstung und Beschädigung.
  • Die Zellwand ist verdickt und von einer Cuticula überlagert.
  • Die Wurzelepidermis ist unverdickt, um die Nährstoffaufnahme zu erleichtern.
  • Leitgewebe: Zum Stofftransport dienen Gefäße (Wassertransport) und Siebröhren (Transport organischer Stoffe).
  • Wasserleitungsbahnen haben keinen plasmatischen Inhalt mehr.
  • Festigkeitsgewebe: Zellen mit verdickten Wänden, die der Festigung dienen, meist langgestreckt und zu Bündeln zusammengefasst sind. Erhöht die Biegungs- und Zugfestigkeit.
  • Grundgewebe: In dieses Gewebe sind Leit- und Festigungswebe eingebaut.
  • Es besteht aus nicht spezialisierten Zellen und bildet im Blatt Assimilationsgewebe und im Stängel Mark- und Rindengewebe.

Wassertransport in Pflanzen

  • Die Aufnahme des Wassers in der Wurzelspitze beruht auf Osmose.
  • Sie erfolgt durch die halbdurchlässige Zellmembran aufgrund von Konzentrationsunterschieden zwischen Zellsaft und Bodenwasser.
  • Die Eigenbewegung der Wassermoleküle spielt dabei eine Rolle.
  • Auch Nährstoffe gelangen ins Innere und ins Xylem.

Bestandteile Pflanzen Zelle

  • Xylem (Holzteil)
  • Kambium (Bildungsgewebe)
  • Phloem (Siebteil)
  • Festigungsgewebe

Zusammenfassung

  • Der Wassertransport erfolgt hauptsächlich über das Xylem.
  • Das aufgenommene Wasser wird aufgrund von Adhäsion und Kohäsion nach oben gezogen und steigt im Stamm weiter auf.
  • Der Druck in den Wurzeln unterstützt den Wassertransport.
  • Dieser Druck sorgt zusammen mit Kapillar- und Adhäsionskräften für einen kontinuierlichen Fluss von Wasser von den Wurzeln über die Sprossachse zu den Blättern der Pflanze.
  • Die Epidermis schützt und schließt ab, das Palisadengewebe ist für die Fotosynthese zuständig, das Leitbündel für den Stofftransport, das Schwammgewebe ebenfalls für die Fotosynthese sowie den Gasaustausch und die Spaltöffnungen für den Gasaustausch und die Wasserdampfabgabe.

Weg und Mechanismus

  • Aus dem Boden in die Wurzelhaarzelle(Osmose)
  • Innerhalb der Wurzelhaarzelle (Diffusion)
  • Von Zelle zu Zelle in der Rinde (Osmose)
  • Innerhalb der Rindenzelle (Diffusion)
  • Von der Rindenzelle in den Zentralzylinder und bis zu den Leitbündeln (Osmose)

Transpiration

  • Transpiration ist die Verdunstung von Wasser über Stomata (Stomatäre Transpiration) oder die Kutikula der Pflanze (Cuticuläre Transpiration).
  • Adhäsion bezieht sich auf die Anziehungskraft zwischen Molekülen unterschiedlicher Substanzen, die dazu führt, dass sie sich an Oberflächen anderer Materialien haften.
  • Kohäsion bezieht sich auf die Anziehungskraft zwischen Molekülen derselben Substanz, die sie zusammenhält. Kapillarkräfte beziehen sich auf die Fähigkeit von Wasser, in engen Röhren oder Kapillaren entgegen der Schwerkraft zu steigen.

Inhaltsstoffe der Zellen

  • Pflanzliche Zellen bestehen zu 73 % aus Wasser, 4 % aus Eiweißen, 17 % aus Kohlenhydraten, 2 % aus Lipiden und 4 % aus Nucleinsäuren/Salzen.
  • Tierische Zellen bestehen zu 59 % aus Wasser, 19 % aus Eiweißen, 6 % aus Kohlenhydraten, 11 % aus Lipiden und 5 % aus Nucleinsäuren/Salzen.
  • Glucose (Aldose):
    • In Kohlenhydratreicher Nahrung z.B. Obst, Getreide
    • Im Menschlichen Stoffwechsel (Im Blut)
    • Energielieferant
  • Fructose:
    • Fotosyntheseprodukt
    • In Früchten und Honig
    • Als Zuckeraustauschstoff für Diabetiker
  • Ribose: Bestandteil der RNA
  • Desoxyribose: Bestandteil der DNA
  • Saccharose, eine häufige Zuckerart in Pflanzen, wird in Früchten und Pflanzensäften gefunden, dient als Transportmittel für Kohlenhydrate und wird als Süßungs- und Konservierungsmittel eingesetzt.
  • Maltose Entsteht beim Abbau von Polysacchariden (besonders Stärke) und wirkt als Energielieferant und Verdauungshilfe.
  • Vorkommen zB in Bier, Pasta, Kartoffeln, etc.
  • Stärke besteht aus Amylose und Amylopektin.
  • Findet sich in Instantsoßen und Puddings, Wichtigstes KH für menschliche Ernährung.
  • Vorkommen zB in Weizen, Mais, Kartoffeln etc.

Zell Wand Bestandteile

  • Glykogen hat Maltose als Grundbaustein und ist stärker verzweigt als Amylopektin.
  • Es kommt in Leber, Muskeln, Nieren, Gehirn, Vagina usw. vor.
  • Vorkommen finden sich auch in Nudeln, Vollkornprodukten und Reis.
  • Es dient als Kohlenhydratspeicher und Reservestoff.
  • Cellulose ist Hauptbestandteil der Zellwand, wird in der Bekleidungs- und Baustoffindustrie eingesetzt und dient als Nahrungsgrundlage für Pflanzenfresser und Ballaststoff.
  • Fette (Lipide): Chemisch uneinheitliche Gruppe von Makromolekülen mit dem gemeinsamen Merkmal, kaum bis gar nicht wasserlöslich zu sein (gut in fettähnlichen Stoffen löslich).
  • Fette dienen als Energiespeicher und setzen beim Abbau mehr Energie frei als Kohlenhydrate und Eiweißstoffe.
  • Einige Pflanzen besitzen ölhältige Samen als Speicherorgan.
  • Fettgewebe dient als Polster und Isolation unter der Haut.
  • Phospholipide haben zwei Fettsäurereste und einen hydrophilen Kopf sowie einen lipophilen Schwanz.
  • Sie sind Hauptbestandteile der Membran.
  • Steroide besitzen ein Kohlenstoffgerüst.Ein Beispiel ist Cholesterin, das Bestandteil der Membran von Tierzellen ist und für die Synthese anderer Steroide sowie Sexualhormone von Wirbeltieren benötigt wird.

Eigenschaften des Wassers

  • Lebensraum
  • Hauptbestandteil aller Lebewesen
  • Lösungsmittel
  • Transportmittel
  • Stützfunktion z.B. in Blättern
  • Beteiligt an Thermoregulation
  • Hohe Siede- und Schmelztemperatur
  • Geringe Dichte
  • Oberflächenspannung

Proteine

  • Peptide entstehen durch Kondensation von L-Aminosäuren.
  • Kurze Ketten werden als Di-, Tri- oder Oligopeptide bezeichnet, lange Ketten als Polypeptide.
  • Aminosäurebausteine sind durch eine Kohlenstoff-Stickstoff-Verbindung (Peptidbindung) verbunden, bei der ein partieller Doppelbindungscharakter zwischen C- und N-Atomen vorliegt.
  • Aufgrund gewisser struktureller Eigenschaften können Aminosäuren als Protonendonatoren oder Protonenakzeptoren fungieren.
  • Die schrittweise Verknüpfung der Aminosäurebausteine führt über Polypeptide zu makromolekularen Proteinen.
  • Kettenförmige Polypeptid-Proteinmoleküle können vernetzt sein, wenn Cysteinreste vorhanden sind.

Aufbau von Proteinen

  • Proteine bestehen aus einer Primärstruktur (Reihenfolge und Anzahl der Aminosäurebausteine), einer Sekundärstruktur (Faltung/Drehung der Polypeptidketten zu Alpha-Helices oder Beta-Faltblättern), einer Tertiärstruktur (unregelmäßige räumliche Struktur durch weitere chemische Bindungen) und einer Quartärstruktur (Zusammensetzung aus zwei oder mehr Polypeptidketten).
  • Verschiedene Anziehungskräfte wirken zwischen Aminosäureresten, wie Disulfidbrücken, Van-der-Waals-Kräfte, Ionenbindungen und Wasserstoffbrückenbindungen.
  • Spüli spaltet das Fett
  • Säuren Denaturieren Proteine und Säuren denaturieren Proteine und Verändern somit Ihre Eigenschaften.
  • Fazit: Biomembran enthält Fette und Proteine

Nährstoffnachweis

  • Stärke kann durch Zugabe von Iod-Kaliumiodid nachgewiesen werden, wobei es zu einer dunklen Färbung kommt (schwarz, violett, blau).
  • Glucose/Fructose kann durch Zugabe eines Gemischs aus Fehling 1 + Fehling 2 zu der Substanz und Erhitzung nachgewiesen werden (ziegelroter Niederschlag).
  • Fett wird nachgewiesen, indem man die zu untersuchende Substanz auf Filterpapier gibt, trocknen lässt und auf einen durchscheinenden Fleck achtet.
  • Eiweiße können durch Erhitzen (Wärmereaktion>60 °C) denaturiert (fest) werden (auch bei Säuren, Alkoholen, Schwermetall-lonen,...).

Weiterer Proteinnachweis

  • Biuret-Reaktion: Lösen des Feststoffs, Zugabe von Natronlauge und Kupfer(2)-sulfatlösung, schwaches Erhitzen führt zu rot-violetter Färbung.
  • Xanthoprotein-Reaktion: Zugabe konzentrierter Salpetersäure zum zu untersuchenden Stoff führt zu Gelbfärbung.

CO2-Nachweis

  • Durch Einleiten des zu untersuchenden Gases in Kalkwasser/Bariumhydroxid färbt sich dieses milchig trüb.

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Quiz Team

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