Biology: Cells and Cellular Processes

Einführung in die Biologie

• Die Biologie ist ein vielfältiges und interessantes Fach, das sich mit allen Aspekten von Lebewesen und deren Entstehung beschäftigt.
• Biologie ist auch eine anschauliche Naturwissenschaft, die sprachlich erklärbar ist und im täglichen Leben Anwendung findet.

Inhalt des Studienhefts

• Das Studienheft ist in 5 Kapitel unterteilt: Einführung, Zellbiologie, Ökologie, Gesundheit und Krankheit, Anhang
• Die Kapitel behandeln die Grundlagen der Biologie, die Zellbiologie, die Ökologie, die Gesundheit und Krankheit

Zellbiologie

• Die Zellbiologie beschäftigt sich mit dem Aufbau von Zellen und unterschiedlichen Zelltypen
• Der Zusammenhang von Zellen führt zu Geweben, von Geweben zu Organen und Organsystemen bis zur letzten Stufe, dem Organismus

Ökologie

• Die Ökologie beschäftigt sich mit den Wechselwirkungen zwischen Lebewesen untereinander sowie zwischen Lebewesen und ihrer Umwelt
• Ökologische Untersuchungen können auf verschiedenen Hierarchiestufen erfolgen, von einem einzelnen Organismus bis zu einer Population
• Interaktionen zwischen einer Lebensgemeinschaft und ihrer unbelebten Umwelt werden als Ökosystem bezeichnet

Gesundheit und Krankheit

• Im Kapitel Gesundheit und Krankheit wird das Thema Infektionskrankheiten behandelt
• Es wird erläutert, wie der Körper auf Infektionen reagiert und wie er sich zur Wehr setzt

Anleitung zum Studienheft

• Das Lehrbuch "Prisma Biologie 2" ist ein wichtiger Bestandteil des Studienhefts
• Die CD-ROM bietet zusätzliche Lernmöglichkeiten und enthält Abbildungen und Übungen
• Der Inhalt der CD-ROM kann auch online abgerufen werden### Die Zelle und verschiedene Systemebenen
• Die Zelle ist der Grundbaustein aller Organismen und die kleinste Einheit der biologischen Organisation.
• Eine Zelle ist in sich abgeschlossen, aberständigt mit ihrer Umgebung im Austausch.
• Die Zelle ist die kleinste lebende Struktur- und Funktionseinheit.
• Manche Lebewesen bestehen lediglich aus einer einzigen Zelle (z.B. Pantoffeltierchen oder Bakterien).

Kennzeichen des Lebens

• Fortpflanzung
• Stoff- und Energiewechsel
• Wachstum und Entwicklung
• Reizbarkeit
• Evolutionäre Anpassung

Pflanzenzelle und Tierzelle

• Pflanzen- und Tierzellen sind unterschiedlich aufgebaut.
• Pflanzenzellen haben eine Zellwand, die aus Zellulose besteht.
• Tierzellen haben keine Zellwand, sondern eine Zellmembran.
• Pflanzen- und Tierzellen haben auch unterschiedliche Organellen.

Zellbestandteile

• Zellwand (Pflanzenzellen)
• Zellmembran (Tierzellen)
• Zellorganellen (z.B. Mitochondrien, Chloroplasten)
• Cytoplasma
• Zellkern

Biologische Organisation

• Die fünf Systemebenen:
  • Zelle
  • Gewebe
  • Organ
  • Organsystem
  • Organismus

Zellen und Systemebenen

• Einzeller: Lebewesen, die nur aus einer einzigen Zelle bestehen.
• Mehrzeller: Lebewesen, die aus mehreren Zellen bestehen.
• Gewebe: Eine Gruppe von Zellen, die gemeinsame Funktionen ausführen.
• Organ: Eine Gruppe von Geweben, die gemeinsame Funktionen ausführen.
• Organsystem: Eine Gruppe von Organen, die gemeinsame Funktionen ausführen.
• Organismus: Ein lebender Organismus, der aus verschiedenen Organsystemen besteht.Here are the study notes:

Die Zelle und verschiedene Systemebenen

Zellmembran

• Jede Zelle ist von einer Membran umgeben
• Die Membran besteht aus einer zweilagigen Schicht aus Lipiden (Fetten)
• Wasserabweisende Teile der Fette sind zueinander gerichtet und bilden das Innere der Lipiddoppelschicht
• Wasserliebende Anteile der Lipide liegen an der Außenseite, entweder zum Zellplasma oder zur Zellumgebung hin
• Die Lipiddoppelschicht enthält eingelagerte Eiweiße (Proteine)
• Membranproteine variieren zwischen den einzelnen Membranen erheblich und werden durch die Funktion der jeweiligen Membran bestimmt

Zellplasma

• Chemisch handelt es sich beim Zellplasma um ein gallertartiges Gemisch aus hauptsächlich Wasser, Salzen und verschiedenen Makromolekülen
• Im Zellplasma liegen die Zellorganellen und Vesikel
• Vesikel sind kleine, von einer Membran umgebene Bläschen, in denen Stoffwechselprodukte eingelagert oder Nahrungsreserven gespeichert werden

Zellkern

• Der Zellkern ist durch die Kernmembran vom Zellplasma getrennt
• Im Zellkern ist die Erbsubstanz enthalten
• Träger der Erbanlagen (Gene) sind die Chromosomen

Mitochondrien

• Sie sind die Zentren der Energiegewinnung der Zelle
• In den Mitochondrien werden Nährstoffe chemisch abgebaut, dabei wird Energie gewonnen

Endoplasmatisches Reticulum (ER)

• Der komplizierte Name bedeutet wörtlich übersetzt "im Plasma liegendes Netz"
• Die von einer Membran umhüllten Kanälchen transportieren und speichern Stoffe innerhalb der Zelle
• Im ER werden auch Membranen für die Zellorganellen aufgebaut

Golgi-Apparat

• Der Golgi-Apparat ist sowohl Syntheseort als auch Teil des zelleigenen Transportsystems
• Der Golgi-Apparat ist ein Ort, an dem Produkte des ER umgewandelt, gespeichert oder zu anderen Bestimmungsorten befördert werden

Zellwand

• Pflanzenzellen besitzen neben einer dünnen Zellmembran außen noch eine feste Zellwand
• Die Zellwand verleiht der pflanzlichen Zelle eine gewisse Form und Festigkeit

Chloroplasten

• Typisch für pflanzliche Zellen sind die Chloroplasten, die die Träger der fotosynthetisch aktiven Farbstoffe (Chlorophyll) sind

Vakuolen

• In pflanzlichen Zellen findet man Vakuolen, die von einer Biomembran umgeben sind
• Den Inhalt der Vakuole bezeichnet man als Zellsaft, in dem Salze, organische Moleküle, Farbstoffe und Abfallprodukte gelöst sind

Osmose und Turgor

• Osmose ist die einseitig gerichtete Diffusion durch eine selektiv permeable Membran
• Die Richtung wird durch die Konzentration gelöster Moleküle vorgegeben