Biologie Zusammenfassung 2.docx PDF

**Step 1** Du kannst erklären was eine Hypothese ist und kannst selber Hypothesen formulieren. Eine Hypothese ist eine Annahme bzw. eine Vermutung über einen Zusammenhang. Hypothesen stellst du zu Beginn deiner Abschlussarbeit auf und prüfst sie mittels empirischer Forschung. ![](media/image2.png...

**Step 1** Du kannst erklären was eine Hypothese ist und kannst selber Hypothesen formulieren. Eine Hypothese ist eine Annahme bzw. eine Vermutung über einen Zusammenhang. Hypothesen stellst du zu Beginn deiner Abschlussarbeit auf und prüfst sie mittels empirischer Forschung. Du kannst erklären, wie man von einer Beobachtung zu einer neuen Theorie kommt Du kannst die Kennzeichen eines Lebewesens aufzählen und erklären. Ein Lebewesen muss folgende Eigenschaften / Merkmale aufweisen: Bewegung, Stoffwechsel, Wachstum, Reizbarkeit, Fortpflanzung, aus Zellen bestehen und eine Evolution durchlaufen. - Reaktionsvermögen - Fortpflanzung - Entwicklung / Wachstum - Stoffwechsel - Bewegung Du kannst die Bedeutung des Stoffwechsels erläutern. Der Stoffwechsel bezeichnet alle (chemischen) Vorgänge, die innerhalb der Zellen ablaufen. Grob gesagt sind das Um-, Auf- und Abbauarbeiten. Enzyme, Hormone und Nährstoffe regeln den Stoffwechsel, die über die Nahrung zugeführten Inhaltsstoffe werden vom Körper ab- und umgebaut. Stoffwechsel, Metabolismus, übergeordnete Bez. für alle im Organismus von Pflanzen, Tieren und Menschen sowie in Mikroorganismen ablaufenden chemischen Reaktionen. Die Gesamtheit der Stoffwechselwege, die der Energiebereitstellung der Zelle dienen, wird als Energiestoffwechsel zusammengefasst. Du kannst aufzeigen, wodurch sich autotrophe und heterotrophe Lebewesen unterscheiden. Autotrophe Ernährung: Die Organismen nehmen anorganische Stoffe (Kohlenstoffdioxid, Wasser und Mineralsalze) auf. Pflanzen ernähren sich auf diese Weise. HeterotropheErnährung: Die Organismen nehmen organische Stoffe (Kohlenhydrate, Fette, Eiweiße) auf. Du kannst zwei Aufgaben der Fortpflanzung nennen. Fortpflanzung ist die Fähigkeit der Lebewesen, Nachkommen zu erzeugen. Sie kann ungeschlechtlich (vegetativ) oder geschlechtlich (generativ) erfolgen. Bei der geschlechtlichen Fortpflanzung werden genetische Informationen auf Zellen übertragen, aus denen sich ein Lebewesen entwickeln kann. - Vermehrung: übertrifft die Sterblichkeit die Geburtenziffer: Nimmt die Bevölkerung ab. - Varianten bilden: Merkmale von zwei Eltern neu kombiniert, könnten bessere Überlebenschancen - Nachkommen: Die Fortpflanzung ist ein zentrales Ziel der Lebewesen Du kannst erklären, wie sich Wachstum und Entwicklun eines Lebewesens unterscheiden.  Du kannst je ein Beispiel für das Reaktionsvermögen von Pflanzen und Tieren nennen. Reaktion: - Reaktion auf Reize aus der Umwelt - Tiere: Neben Bewegungen zählen Lautäußerungen, Farbänderungen und Düfte zu den Reaktionen eines Lebewesens. - Pflanzen: Schließt die Blätter am Abend oder bei schlechtem Wetter und öffnet die Blüten am Morgen wieder. Manche Pflanzen drehen auch ihre Blätter zum licht hin. (langsame Bewegungen) **Step 2** Du kannst die Strukturen eines Lebewesens hierarchisch geordnet nennen und definieren. Atome -- Moleküle -- Organellen -- Zelle -- Gewebe -- Organe -- Organismen Du kannst den Begriff \"Zelle\" in eigenen Worten definieren. Du kannst den Begriff \"Organ\" in eigenen Worten definieren. Du kannst den Begriff \"Gewebe\" in eigenen Worten definieren. Du kannst den Begriff \"Biotop\" in eigenen Worten definieren. Biotop: - Lebensort / Lebensraum einer Lebensgemeinschaft (Biozönose) / von Organismen. - Pflanzen und Tiere eines Lebensraums z.B. eines Teichs - Lebensgemeinschaft Du kannst den Begriff \"Biozönose\" in eigenen Worten definieren. Biozönose: - Eine Biozönose ist eine Gemeinschaft von Lebewesen innerhalb eines abgegrenzten Lebensraumes (Biotop). - Gemeinschaft aller Lebewesen eines Biotops - Biotop und Biozönose = Ökosystem Du kannst den Begriff \"Population\" in eigenen Worten definieren. Population: - Gemeinschaft der artgleichen Lebewesen eines Biotops - Population, eine Gruppe von Individuen derselben Art oder Rasse, die ein bestimmtes geografisches Gebiet bewohnen - untereinander fortpflanzen, über mehrere Generationen genetisch verbunden Du kannst die drei Domänen der Lebewesen aufzählen und ihre charakteristischen Eigenschaften nennen. Du kannst die sechs Reiche aufzählen. Du kannst die acht Hauptstufen der Taxonomie der Lebewesen in der richtigen Reihenfolge aufzählen. Du kannst erklären, was man unter der \"binären Nomenklatur\" versteht. Step 3 Du kannst die fünf wichtigsten Stoffe des Lebens aufzählen. Du kannst die fünf Aufgabengruppen der Stoffe des Lebens benennen. Du kannst die drei Aussagen der Zelltheorie formulieren. - Alle Organismen bestehen aus mindestens einer Zelle - Die Zelle ist die kleinste Einheit des Lebens - Neue Zellen entstehen nur aus bereits existierenden Zellen Du kannst die ungefähre Grösse einer eukaryotischen Zelle, eines Bakteriums und eines Virus nennen. Eukaryotische Zelle: 10 bis 100 μm Bakterium: 1/10 μm Virus: 10 nm Du kannst beschreiben, was Lichtmikroskope leisten (Vergrösserung, Auflösung). Du kannst schildern, wie Objekte für die Untersuchung im Lichmikroskop präpariert werden.  Du kannst darlegen, wofür Elektronenmikroskope verwendet weden (Art der Objekte, Vergrösserung, Auflösung). Du kannst beschreiben, wie Objekte für die Untersuchung im Elektronenmikroskop präpariert werden. Step 4 Du kannst die Zellbestandteile im lichtmikroskopischen Bild einer Pflanzenzelle benennen und deren Aufgaben angeben. Du kannst die drei Arten von Plastiden und ihre Aufgaben aufzählen. Du kannst die Entwicklung und Bedeutung der Vakuole in der Pflanzenzelle erörtern.  Du kannst die Begriffe Zellorganell, Protoplast und Cytoplasma definieren. Du kannst die Unterschiede im Bau und im Stoffwechsel zwischen pflanzlichen und tierischen Zellen aufzählen. Du kannst die  Zusammenhänge zwischen dem Zellbau und der Lebensweise von Pflanzen und Tieren erörtern. Du kannst die Organellen der Eucyte nach ihrem Bau in drei Gruppen einteilen. Du kannst  die Kompartimentierungsregel (Trennregel), bezüglich plasmatischer und nichtplasmatischer Lösung, anwenden. Du kannst den Begriff \"Enzym\" definieren. Step 5 Du kannst den Begriff „Biomembran" definieren. Biomembran: - Biomembranen sind flexible Trennschichten zwischen dem Innen- und Außenraum einer Zelle (= Zellmembran) oder zwischen verschiedenen Bereichen innerhalb einer Zelle. Du kannst die zwei Hauptbestandteile der Biomembran aufzählen. - Alle Biomembranen bestehen nach dem Flüssig Mosaik Modell hauptsächlich aus einer flüssigen Doppelschicht aus Lipiden, in die spezielle Proteine eingelagert sind.  - Membranlipiden (70%) und Proteinen (30%) Du kannst erklären, weshalb die Biomembran eine Doppellipidschicht genannt wird. Du kannst das Flüssig-Mosaik-Modell der Biomembran erläutern und mit den Eigenschaften und Leistungen der Biomembran in Verbindung bringen. Du kannst die Aufgaben der Zellmembran nennen. - Die **Zellmembran** ist eine dünne Struktur, die eine Zelle umschließt und den Zellinhalt von der Umgebung abgrenzt. Die **Zellmembran** reguliert den Stofftransport in die Zelle hinein und aus der Zelle heraus. Die Membran besteht aus einer Lipiddoppelschicht, in die Proteine eingebettet sind. Du kannst die drei Gruppen der Kohlehydrate und ihre wichtigsten Vertreter angeben. - **Kohlenhydrate** kommen in unterschiedlicher Kettenlänge (auch als **Polymere**) vor und werden daher in Mono-, Di-, Tri-, Oligo- und Polysaccharide unterteilt. Die Monosaccharide (**Einfachzucker**, z. B. **Traubenzucker**, **Fruchtzucker**), Disaccharide (Zweifachzucker, z. Du kannst beschreiben, wie Lebewesen Glucose beschaffen und wozu sie diese brauchen. - Die autotrophen Pflanzen können in der Fotosynthese mit Hifle von Sonnenlicht den Traubenzucker aus Kohlendioxid und Wasser aufbauen. Die heterotrophen Lebewesennehmen Traubenzucker mit der Nahrung auf oder stellen ihn aus organischen Nahrungbestandteilen her. Du kannst die Bausteine und die Bedeutung der Lipide nennen. - Sammelbezeichnung für ganz oder zumindest größtenteils wasserunlösliche (hydrophobe) Naturstoffe  Step 6 Du kannst die Organellen des „Membransystems des Cytoplasmas" aufzählen und erklären was mit diesem Ausdruck gemeint ist. Das Cytoplasma (eng. cytoplasm) ist eine organische Substanz innerhalb der Zelle. Sein Name setzt sich aus dem griechischen „kýtos" (Gefäß) und „plásma" (Gebilde) zusammen. Zum Membransystem des Cytoplasma gehören alle Organellen, mit einer einfachen Membran und nichtplasmische Inhalt. **Das ist namentlich:** - Das endoplasmatische Reticulum (ER) - Der Golgi-Apparat aus den Dictosomen und - Vakuolen und Vesikel Weil diese Kompartimente untereinder in engem Kontakt stehen und ständig Membranstücke und Vesikel austauschen, ist es sinnvoll, sie als Teile **eines** Systems zu sehen. **Aufgaben der Membranen im Zellinnern** Abgrenzung von Kompartimente und Vesikel Ermöglichen gezielten Stofftransport innerhalb der Zelle Vergrösserung der inneren Oberfläche -\> mehr Enzyme Du kannst die Aufgaben des Endoplasmatischen Retikulums nennen. **Merke:** - „Endo" bedeutet so viel wie „innen". - „Plasmatisch" weist auf das Zellplasma oder Cytoplasma hin. - Das Wort „Retikulum" ist lateinisch und bedeutet „Netz". Das endoplasmatsche Recticulum oder ER ist flächenmässig der grösste Teil des inneren Mebransystems. Das ER ist sehr ausgehdehnt und **enthält mehr als die Hälfte aller Membranoberflächen im Zytoplasma** einer Zelle. - Findet man in Tierischer und Pflanzlicher Zelle. Nur in Eukaryoten. ( Prokaryoten -- kein Zellkern = Kein ER) - Kann verbindungen zu anderren Zell orgenellen schaffen - Im ständigen austausch mit dem Golgi Aparat verschiedener stoffe durch Transportvesikel. - Besitzt eine Membran. Keine doppel Membran Du kannst erklären, worin sich die Aufgaben des rauen und des glatten ER unterscheiden. **Zwei Arten von ER:** **Rauhes ER: Ist eine wichitige Proteinfabrik. RER** - Rau: Granuliertes endoplasmatisches Rektikulum - Ribosomen - Translation - Übersetzen Informationen zur Bildung von Proteinen - Nicht dauerhaft an dem rauhen ER, können sich je nach situation ablösen - Kann Zeitweise ein Glattes ER enstehen - Proteinbiosynthese - Bildung von Proteinen - Bildung der Kernmembran - Mitose **Glattes ER: Trägt viele Enzyme. SER** - Glatt: Arganuläres endoplasmatisches Rektikulum - Grundform - Stofwechselprozesse - Herstellung von Fetten - Entgiftung - Speicher von Calcium - Kohlenhydrate verarbeiten **Aufgabe:** - Das ER trägt Enzyme für viele chemische Reaktionen. Es baut Stoffe auf, ab und um. - Signalübertragung - Bestimmte Stoffwechelvorgänge Funktion in der Zelle: Signalübertragung aufnahme von calcium ionen Du kannst die Aufgaben des Golgi-Apparates nennen. - Organell in Eukaryotischen Zellen ( Prokaryoten = Kein Golgi Apparat) - Innerhalb der Zelle befindet sich der Golgi Apparat in der Nähe des **Zellkerns**. - Wichtigste Aufgabe: Eine seiner Aufgaben ist es, Proteine zu **verarbeiten** und **umzuwandeln**. - Proteine kommen vor allem vom Endoplasmatischen Rektikulum - In der lage diese Proteine in Vesikeln zu binden. - Proteine können diese innerhalb der Zelle transportieren Du kannst den Unterschied des Golgi-Apparates und des Dictyosoms erklären. **Dictyosom=Golgi Apparat** **4 bis 10 Dictyosomen** **Aufbau:** - Besteht aus mehreren Dictyosomen - Aufgebaut aus einigen Hohlräumen, sogenannte Zisternen und mehreren Vesikeln - Eine Zisterne ist jeweils von einer Membran umschlossen - Innenraum Zisterne = Golgi Lumen - Die Seite des Golgi Apparates, die dem endoplasmatischen Retikulum zugewandt ist, wird als **cis Golgi-Netzwerk** (CGN) bezeichnet. - Im Gegensatz dazu steht das **trans Golgi-Netzwerk** (TGN). Dieses ist dem endoplasmatischen Retikulum abgewandt und der Zellmembran zugewandt - Je nach Lebewesen kann die Zahl der Ditosomen start variieren - Die durchschnittliche Größe eines Dictyosoms beträgt dabei etwa 1 \\mu m. - **Gesamtheit der Dictyosomen** innerhalb der Zelle als Golgi Apparat bezeichnet. - In der **tierischen Zelle** sind die Dictyosomen relativ eng nebeneinander gestapelt - Dagegen sind die Dictyosomen innerhalb der **pflanzlichen Zelle** stärker verstreut und mehr im **Cytoplasma** verteilt. **Funktion:** - Bildung von Vesikeln - Golgi Apparat stellt zum Großteil Transportvesikel her - Die in den **Ribosomen** entstandenen Proteine oder **Peptide** werden in Transportvesikel geschnürt. - Modifizierung von Proteinen - Wenn die Vesikel zum cis Golgi-Netzwerk gewandert sind, kannst du die zweite Funktion des Golgi Apparates erkennen. - Die Membran der Dictyosomen nimmt diese Vesikel auf und **verarbeitet** die **Proteine**. - Zum Einen kann durch diese Verarbeitung die gesamte Struktur des Proteins oder Peptids verändert werden (= **Modifizierung**) - Zum anderen können mehrere Proteine miteinander verbunden werden (= **Synthese**). - Das trans Golgi-Netzwerk sortiert die Proteine nach ihrem Bestimmungsort - Daraufhin werden sie in den sogenannten **Golgi-Vesikeln** (=Transportvesikel) abgeschnürt. - Die meisten der Golgi-Vesikel werden jedoch aus der Zelle hinaus transportiert - Wichtiger vorgang = Exocytose - Bildung von Lysosomen - Sie enthalten verschiedenste **Enzyme**, die die Verdauung unterstützen können. In den pflanzlichen Zellen hat der Golgi Apparat noch eine weitere wichtige Funktion. Hier produziert er verschiedenste Polysaccharide, also Kohlenhydrate. Diese kann die Pflanzenzelle verwenden, um ihre Zellwand aufzubauen. Du kannst die Aufgaben von Vesikeln und Vakuolen aufzählen. - Dienen dem Transport, Speicherung und Aufnahme von Stoffe.  **Vakoule** Die Vakuole ist ein Zellorganell in Pflanzenzellen. Sie ist mit Zellsaft gefüllt und von einer Biomembran umhüllt. Die Vakuole ist das größte Zellorganell und hat die Aufgabe die Zelle auszufüllen, indem sie einen Zellinnendruck (Turgor) erzeugt. - Zellorganell in Pflanzenzellen (Tierzellen und Prokaryoten haben keine) - Varianten die in Einzellern vorkommen - Dehnbarerer, flüssgikeitsgefüllter Hohlraum **Aufgaben:** - Die Vakuole erfüllt innerhalb der Pflanzenzelle einige Funktionen. Ihre Hauptaufgabe ist die Erzeugung eines Zellinnendrucks, dem sogenannten **Turgor** oder auch Turgordruck. - **Speicher:** Vakuolen können Stoffe, wie *Proteine* oder *organische Verbindungen*, speichern. - **Blütenfärbung:** Sie kann Farbstoffe einlagern, um spezielle Pflanzenteile zu färben. Dadurch kannst du beispielsweise die Blüten von Kornblumen und Löwenmäulchen unterscheiden. - **Schutz vor Feinden:** Die Vakuole ist in der Lage, giftige Stoffe und Bitterstoffe vom Rest der Zelle abzugrenzen. Durch diese Abgrenzung der Stoffe kann sich die Zelle vor Fressfeinden und Pilzbefall schützen, ohne sich selbst zu schaden. - **Verdauung:** Vakuolen können Makromolekülen und eigene Abfallprodukte verdauen. Ähnlich wie die Lysosomen , die vor allem in der Tierzelle  vorkommen, kann die Vakuole verschiedenste Stoffe aufnehmen und diese intrazellulär verdauen. **Vesikel** Du kannst dir ein Vesikel als ein **kleines, rundes Bläschen** in eukaryotischen und prokaryotischen Zellen vorstellen. Ihre Hauptaufgabe ist der Transport von zahlreichen Stoffen. Da es mehrere Arten von Vesikeln gibt, kannst du die Funktionen noch näher einteilen. - Die Vesikel haben grundsätzlich einen recht einfachen, **runden** bis ovalen Aufbau. - Meistens haben sie eine sehr geringe Größe von nur etwa 1 \\mu m. - Diese verhindert, dass die Stoffe im Inneren während des Transports an die Umgebung freigegeben werden. **Aufgaben:** - Die wichtigste Funktion der Vesikel ist der **Stofftransport** - **endozytotischen Vesikel** enthalten Stoffe, die in die Zelle **hinein** transportiert werden. Den zugehörigen Vorgang kannst du auch als [**Endozytose**](https://studyflix.de/biologie/endozytose-2197) bezeichnen. - **Exozytotischen Vesikel** dienen dazu, Stoffe aus der Zelle **raus** zu transportieren. - Sie arbeiten mit der **Exozytose**. - Innerhalb der Eukaryoten und Prokaryoten existieren zahlreiche **Vesikelarten**. Du kannst die Verdauung in der Nahrungsvakuole beschreiben (mit Fachbegriffen). **Nahrungsvakuolen** - Die Nahrungsvakuole wird auch **Gastriole** genannt. Sie befindet sich in einigen mikroskopischen Lebewesen (**Protisten**), wie zum Beispiel *einzelligen Eukaryoten, Algen* oder auch manchen *Pilzen*. - Eine Nahrungsvakuole entsteht, wenn ein mikroskopisches Lebewesen Nahrungsteilchen aus der umgebenden Flüssigkeit aufnimmt. Diese Teilchen kann das Lebewesen verdauen und sich dadurch ernähren. - Den Prozess bezeichnest du als Zellfressen oder auch **Phagozytose**. Step 7 Du kannst den Bau und die Aufgaben der Ribosome beschreiben. **Ribosome:** - Wintzige kügelchen aus Proteine und RNA - Sitzen auf dem rauen ER oder liegen im Plasma - Enstehung=Selbstaufbau - Produzieren Protein -- Moleküle - Verknüpfen Moleküle der Aminosäuren zu Ketten - Bauanleitung= Kern in Form der mRNA (Boten -- RNA) geliefert, hergestellt Du kannst den grundsätzlichen Aufbau eines Protein-Moleküls schildern. **Protein-Molekül:** - Proteine= Makromoleküle - Aus Aminosäure- Molekülen aufgebaut - Kommen in den Makromolekülen der Proteine 20 verschiedene Sorten von Aminosäurenals Bausteine vor. Du kannst die Aufgaben der Proteine erläutern. **Aufgaben:** - Proteine sind als Antikörper an der Bekämpfung von Krankheiterregern beteiligt - Können als Botenstoffe dienen - Katalysieren als Enzyme - Wichigsten Baustoffe der Zelle. Strukturproteine stützen Zellen und Gewebe - Binden und transportieren als Transportproteine - Ermöglichen Bewegungen, indem sie sich als Motorproteine aktiv gegen andere Proteinelemente verschieben **Merke:** Genau genommen sprichst du erst ab einer Kette von mehr als 100 Aminosäuren von einem Protein. Sind zehn oder mehr Aminosäuren miteinander verknüpft, kannst du das entsprechende Molekül als Polypeptid bezeichnen.  Du kannst die Primär-, Sekundär-, Tertiär- und Quartärstruktur eines Proteins beschreiben und in einer Abbildung erkennen um welche es sich handelt. gJe nach Aufbau des Proteins ergibt sich immer eine bestimmte Struktur. Die Struktur eines Proteins umfasst dabei vier Ebenen:  - die Primärstruktur : verstehst du die exakte Reihenfolge der jeweiligen \ Aminosäuren innerhalb eines Proteins - die Sekundärstruktur  : Regelmässige Faltung oder Spiralisierung gewisser Bereiche des Fadens. - die Tertiärstruktur : Die Gestalt des ganzen Proteinfadens - und die Quartärstruktur : Konkret bedeutet das, dass viele Proteine nicht nur aus einer Polypeptidkette aufgebaut sind, sondern aus mehreren Du kannst den Bau und die Aufgaben der Chloroplasten nennen. **Bau:** - Inneres= von Membranen durchzogen - Bilden sich bei der Enstehung eines Chloroplasten als Einstülpung der inneren Mebran und schüner sich dann von dieser ab. - Zellorganell etwa **4-8 μm** groß - Innerhalb einer Pflanzenzelle befinden sich normalerweise **mehrere** Chloroplasten - - **!!!:** Tierzellen und prokaryotische Zellen enthalten **keine** Chloroplasten. Du kannst einen Chloroplasten auf einer elektronenmikroskopischen Abbildung erkennen und schematisch zeichnen. Du kannst den Bau und die Aufgaben der Mitochondrien nennen. Kommen in allen Tier und Pflanzenzellen in grosser Zahl vor. Kleiner als Plastiden mit einer Länge von etwa 0.5-2. **Bau:** - Enthalten Plasma und sind durch eine Hülle aus zwei Membranen abgegrenzt. - Besitzen kleines ringförmiges Stück DNA und Ribosomen -- können deswegen einige ihrer Proteine selbst herstellen - Enstehung = nur durch Teilung bestehenden Mitochondrien **Aufgaben:** - Lebewesen -- Energie -- sie brauchen sie um sich zu bewegen und stoffe zu transportieren - Gewinnen diese Energie durch Fotosynthese von der Sonne oder die aufnahme von energiereichen organischen Stoffen Du kannst ein Mitochondrium auf einer elektronenmikroskopischen Abbildung erkennen und schematisch zeichnen. Du kannst die Gleichung zur Veratmung von Glucose aufstellen.  Du kannst definieren was ATP ist und wozu es genutzt wird. - Übertragung der Energie - ATP ist der universell einsetzbare Energieträger der Zelle. Du kannst erklären, warum ATP als energiereiches Zwischenprodukt benutzt wird. - Schnell - Einheitlich - Karftwerke der Zelle - Handlich: Du kannst erklären, warum ATP nicht als Energiespeicher benutzt werden kann. - ATP eignet sich nicht als Energiespeicher für grosse Energiemengen Step 8 Du kannst Bau und Aufgaben des Cytoskeletts und von Geisseln darlegen. **Bau:** - Bestehen aus verschiedenen Proteinen und sind unterschiedlich gebaut - Mikrotubuli und Mikrofilamente **Aufgaben:** - Ein Netzwerk von feinen Proteinfäden und Proteinröhrchen im Cytoplasma - Stützt die Zelle und stabilisiert durch die verankerung der Organellen - Bei Zellen ohne Zellwand bestimmt das Cytoskelett die Form und ermöglicht Formändrung - Bewegung einzelener Organellen oder ganze Zellen Du kannst das Grundprinzip von Bewegungen in der Zelle und von Muskelzellen mit einfachen Worten schildern. **Muskelbewegung** - Molekülbeinchen des Myosins - Du kannst den Bau und die Aufgaben der Zellwand schildern. **Bau:** - Aus **Poly**meren aufgebaut - große Moleküle (= Makromoleküle), die aus kleineren Bausteinen (= **Mono**mere) aufgebaut sind. **Aufgaben:** - Eine wichtige Aufgabe der Zellwand besteht darin, **den Innenraum der Zelle vor der Zerstörung und fremden Einflüssen zu schützen**. Diese fremden Einflüsse können etwa durch den Kontakt mit Viren, Bakterien oder Pilzen entstehen. Diese können krankheitserregend oder krankheitsauslösend (= pathogene) für die Pflanzenzelle sein. - die gesamte Zelle zu **stabilisieren:** Du kannst erklären, was „Interzellularen" sind. Interzellularen, Interzellularräume, Zwischenzellräume, meist mit Luft, selten mit Schleimen, Exkreten oder Wasser erfüllte Räume zwischen den Zellen pflanzlicher Dauergewebe, besonders im pflanzlichen Grundgewebe. Du kannst die Begriffe „Eucyte" und „Procyte" definieren **Eucyte** - Als Eukaryoten oder auch **Eukaryonten** werden die Lebewesen bezeichnet, deren Zellen einen **Zellkern** besitzen - Das sind zum Beispiel Pilze, Tiere, Pflanzen oder die Menschen. **Procyte** - Die Zellen der Prokaryoten (auch Prokaryonten) enthalten keinen Zellkern. - Du kannst die **Prokaryoten** in zwei Domänen --  die **Bakterien** und die **Archaeen** -- einteilen. Du kannst die Zellbestandteile in einem Schema einer tierischen oder pflanzlichen Zelle beschriften.  Du kannst die Unterschiede und Gemeinsamkeiten einer prokaryotischen und einer eukaryotischen Zelle nennen. Du kannst die einzelnen Zellbestandteile skizzieren. Du erkennst an einem Schema oder einem mikroskopischen Bild die verschiedenen Zellbestandteile.  Du kannst anhand eines mikroskopischen Bildes oder eines Schemas, bestimmen ob es sich um eine prokaryotische oder eukaryotische  (tierische oder pflanzliche) Zelle handelt und erklären weshalb. **Prokaryotische** **Zelle** **Eukaryotische Zelle** **Zellbiologie - Step 9** **Übersicht Zellstoffwechsel** - Schafft Grundlagen für wachstum - Vermehrung/Erneuerung der Zelle - Liefert Energie - Chemische Vorgänge (Assimilation, Dissimilation) - Stoffaufnahme und Stoffabgabe - Stofftransport **Ernährungsweise** - Autotrophe Zellen - Anorganische Stoffe -- mithilfe von Licht - Heterotrophe Zellen - Organische Soffe **Stoffaustausch** - **Kle**ine Teilchen wandern durch die Zellmembran - Kleine Moleküle schwimmen durch Lipidschicht - Ionen+grössere Moleküle benutzen Proteintunnel - Oder werden von speziellen Protein-Molekülen (Carriern) transportiert. - Aufnahme geschieht durch Diffusion - Wenn konzentrartion des stoffes auserhalb höher ist als in der Zelle - Nicht der fall, müssen Teilchen unter Energieaufwand aktiv transportiert werden. - Aktiver transport ist die leistung der carrier -- nur von lebenden Zellen **Assimilationsvorgänge** - Aufbau korpereigener organischen Stoffe - Liefert der Zelle Baumaterial, Betriebs -- und Reservestoffe ( sowie Wirkstoffe und Informationsträger) **Dissimilationsvorgänge** - Wichtigste Dissimilation = Zellatmung - Beschaffung nötiger Energie -- bauen autotrophe+hetertrophe Zellen einen Teil der assimilierten (aufgenommenen) Stoffe ab. =Dissimilation - Abgebaute energiereichestoffe = frei, dient zum Aufbau von ATP aud ADP+P. **Assimilation** - Nach der Aufnahme ins Plasma werden die Stoffe verarbeitet - Zelle baut aus ihnen Körpereigene organische Stoffe auf - Vorgang -- aus \*Körperfremdem\* Stoffen = \*Körpereigene\* hergestellt - **Assimilation** **Dissmilation** - Einene Teil der aufgebautet Stoffe nutzt die Zelle als Betriebstoffe - Die gespeicherte Eneergie wird durch den Abbau zu energiearmen Produkten wie -\> Kohlenstoffdioxid und Wasser freigesetzt - Zellstoffwechsel bei dem energiereiche Stoffe abgebaut werden - **Dissimlation** **Zellatmung** - Ganze energie aus der Glucose wird zur Herstellung von ATP verwendet - Zellatmung = aerob dahern braucht sie Sauerstoff - Produkte: CO2 und Wasser - Summengleichung: - **C6H12O6 --- Energie wird frei --- 6CO2+6H2O** **Endocytose** - Zellen ohne Zellwand können Nahrungteilchen mit körperfremden Stoffen durch Endocytose in Vakoulen aufnehmen - Sie umschliessen die Teilchen an der Zelloberfläche mit ihrem Cytoplasma und nehmen sie durch die Membranbläschen auf. ( nahrungsvakoule) **Exocytose** - Stoffe, die von Enzymen nicht zerlegt werden können, bleiben in der Nahrungsvakoule zurück und werden durch Exocytose ausgeschieden. **Passiver Transport** - Braucht keine Energie - Teilchen wandern passiv immer in den Bereich, wo ihre Konzentration tiefer ist **Aktiven Transport** - Unter Energieaufwand - gegen ihr Konzentrationsgefälle transportiert --- dorthin wo ihre konzentration grösser ist **Diffusion** - Ein stoff verteilt sich beim Lösen mit der Zeit gleichmässig im Lösungsmittel. - Die Diffusion wird, wie alle passiven Transportvorgänge, durch die ständige Bewegung der Teilchen verursacht. - **Diffusion ist die Durchmischung von Stoffen durch die Bewegung der Teilchen** **Diffusionsgeschwindigkeit** - Die Diffusionsgeschindigkeit ist vom konzentrationsunterschied des diffundierenden Stoffs abhängig - Assimilation heisst Aufbau korpereigener Stoffe - Dissimilation heisst Abbau energiereicher Stoffe zur Beschaffung der nötigen Betriebsenergie  **Step 10** **Selektiv permeable** - Diffusion --- spielt beim Stoffaustausch der Zellen eine zentrale Rolle - Zellmembran ist im Unterschied zur Trennwand - Nicht für alle Teilchen durchlässig = Selektiv permeabel **Osmotischer Druck** - Kann mit Osometer gemessen werden - Je höher die Konzentration gelöster Teilchen in der Lösung ist, umso mehr Wasser nimmt sie auf und umso höher steigt das Wasser im Steigrohr **Isoton** - Gleiche Gesamtkonzentration an gelösten Teilchen difundieren Wasser-Molekülen in beide Richtungen gleich schnell - **Man nennt Lösungen mit gleicher Gesantkonzentration gelöster Teilchen Isotonisch.** **Hypertonisch** - Bei Lösungen mit unterschiedlichen Konzentrationen diffundiert Wasser von der Lösung mit der tieferen Konzentration gelöster Teilchen zur Lösung mit der höheren konzentration - Druck steigt **Hypoton** - In der Lösung mit der tieferen Konzentration sinkt der Druck  **Plasmolyse** - Die Zelle verliert Wasser, der Druck im Inneren sinkt, die Spannung der Zellwand lässt nach: - Die Zelle verliert Turgeszenz - Bei weiterer Wasserabgabe schrumpft der Protoplast - Löst sich zuerst stellenweise und schliesslich ganz von der Zellwand - Besonders gut lässt sich die plamolyse in Zellen mit farbigem Zellinhalt beobachten **Drei Wege** - Durch die Lipidschicht - Ganz kleine Moleküle wie Wasser- oder Sauerstoff-Moleküle durchqueren die Lipid-Doppelschicht, indem sie zwischen den Lipid-Molekülen hindurchschlüpfen. - Durch Proteintunnel - Ionen und grössere hydrophile Moleküle passieren die Membran durch Proteintunnel mit hydrophilen Wänden. - Durch Carrier - Grosse und kleine Teilchen können von spezifischen Transportproteinen, sogenannte Carriern, durch die Membran bewegt werden. Carrier können auch gegen das - Konzentrationsgefälle transportieren. **Einfache Diffusion** - Neben der grösse der Teilchen ist auch entscheidend, ob sie lipophil oder hydrophil sind - Ganz kleine Moleküle wie Wasser schlüpfen zwischen den Lipid-Molekülen hindurch - Von den grösseren Teilchen können das nur die lipophilen - Lipophile innenschicht der Membran = entscheidende Barriere **Erleichterte Diffusion** - **Durch Proteintunne**l können vor allem **Ionen und hydrophile Teilchen** die Membran **passieren** - Die Tunnel sind mit hydrophilen Protein-Molekülen ausgekleidet (können öffnen u. schließen) - Erleichterte Diffusion = regelbar - Wesentlich selektiver als die einfache Diffusion **Aktiver Transport** **Erleichterte Diffusion** **Diffusion** ----------------------- --------------------------- ---------------------------------- -------------------------------- **Transportweg** Durch Carrier Durch Proteintunnel oder Carrier Durch die Lipid- Doppelschicht **Transportrichtung** Zur höheren Konzentration Zur tieferen Konzentration Zur tieferen Konzentration **Selektivität** Ja, hoch Ja Nein **Energieaufwand** Ja Nein Nein **Step 11** **Wirkungsweise** - **Enzyme** sind **Proteine** und ihre Moleküle haben eine **[bestimmte Form]**. - Sie besitzen eine **[aktive Stelle]**, die das wesentlich [kleinere Molekül] des Substrats **bindet** - Das Substrat ist **der Stoff**, der durch die **Reaktion verändert** wird - Das Substrat-Molekül [**passt** in die aktive Stelle des Enzyms] - Das Substrat-Molekül [durch die Bindung ans Enzym verändert] - Ermöglicht eine bestimmte Reaktion **Substratspezifisch** - **Enzyme sind substratspezifisch**. Das bedeutet, dass **[nur bestimmte Substrate]** von einem Enzym umgesetzt werden. Das kannst du mit dem Schlüssel-Schloss-Prinzip begründen. Das aktive Zentrum eines Enzyms hat eine bestimmte molekulare Struktur. **Wirkungsspezifisch** - Enzyme sind nicht nur substratspezifisch, sondern **auch wirkungsspezifisch**. Das bedeutet, dass ein Substrat welches an ein Enzym gebunden ist nur auf eine ganz **[bestimmte Weise]** umgesetzt werden kann. Ein anderes Enzym kann das Substrat auf eine andere Weise umsetzen. **Substratspezifisch bedeutet: Ein Enzym katalysiert nur die Reaktion eines Stoffs.** ----------------------------------------------------------------------------------------- **Wirkungsspezifisch bedeutet: Das Enzym katalysiert nur eine Reaktion dieses Stoffs.** **Faktoren die Geschwindigkeit einer Reaktion in der Zelle beeinflussen** - Zwei wichtige dieser Faktoren sind die **Konzentration** **der Ausgangsstoffe** und die Temperatur, bei der die Reaktionabläuft. Daneben hängt sie außerdem von der **Verwendung** eines **Katalysators**, des **pH** Wertes, einer **Druckänderung** und der **Oberfläche** der **reagierenden** Stoffe ab. **Enzymsynthese** - Jedes Enzym weist eine **definierte Aminosäuren-Sequenz** auf - Ribosomen **brauchen** für die Synthese ein **Rezept**, das beschreibt welche der 20 verschiedenen Sorten von Aminosäuren welcher Reihenfolge **verknüpft** werden müssen. - Dieses **Rezept ist eine mRNA**-Molekül -- enthält die Information für den Bau aller Proteine in der DNA - Der Kern bildet die mRNA - Die Enzymsynthese wird vom Kern ausgelöst **Regulierende Wirkung des Produkts** - In der Regel **hemmt** das Produkt seine **[eigene Bildung]** - Eine **steigende** **Konzentration** des Produkts **verlangsamt** dessen Synthese durch die Hemmung der Enzymsynthese oder Enzymaktivität - Weniger Produkt gebildet - Produktkonzentration sinkt wieder - Die einfache Diffusion lässt sich nur indirekt durch die aktive Veränderung der Konzentration gelöster Stoffe in der Zelle beeinflussen **Regulation der Enzymkonzentration** - Die Geschwindigkeit einer Reaktion kann über die Enzymaktivität und über die Enzymkonzentration reguliert werden - **Enzymkonzentration** wird über Synthese und den Abbau der Enzyme reguliert **Zellstoffwechsel** - Der Zellstoffwechsel wird durch die **Regulation** des **Stoffaustauschs** und der chemischen Vorgänge geregelt. - Der **Stofftransport** durch die **Membran** wird durch **Öffnen** und **Schliessen** von **Protein**- **kanälen** und durch die **Regulation der Carrieraktivität** (z. B. über Hormone) gesteuert. - Die einfache Diffusion lässt sich nur indirekt durch Verändern der Innenkonzentration beeinflussen. **Wechselwarme** - Die meisten Lebewesen sind wechselwarm - Ihre Körpertemperatur ändert sich mit der Außentemperatur - Stoffwechsel kann darum je nach Klima starke Schwankungen unterworfen sein - Chemische Reaktionen bei 30' 8- mal schneller **Wechselzahl** - Veraltete Bezeichnung für die **[molare Aktivität von Enzymen]** **Aktive (stelle) Zentrum** - Ist der Ort an dem das **Substrat gebunden** wird - Die Reaktion findet statt, **formt das Substrat in die Produkte** um und es **bildet** sich der **Enzym-Produkt-Komplex** **Denaturierung** - [Strukturelle Veränderung von Biomolekülen ] - Durch **chemische** oder **physikalische Einflüsse** **Step 12** Assimilation - Ziele - **Baustoffe** : Wachstum, Erneuerung, Fortpflanzung - **Betriebsstoffe** : liefern Energie - **Reservestoffe** : dienen als Vorräte - **Wirkstoffe**: katalysieren den Stoffwechsel und steuern Lebensvorgänge - **Informationsträger**: speichern und übertragen Erbinformation **Assimilation Heterotropher und Autotropher Zellen** - Autotrophe Zellen - Können alle organische Stoffe aus anorganischen Stoffen aufbauen - Alle Elemente die in organischen Stoffen vorkommen, aus anorganischen Stoffen assimiliert werden - Mengenmäßig dominierende Elemente - Kohlenstoff - Wasserstoff - Sauerstoff - Stickstoff - Heterotrophe Zellen - Nehmen die organischen Bausteine, mit Nahrung auf - Sie assimilieren körperfremde organische Stoffe von anderen Lebewesen - Energie -- aus der Nahrung - Bei Vielzellern Verdauung außerhalb der Zelle - Im Darm - Die Zellen der Darmwand scheiden die Enzyme in den Darm aus - Nehmen dann die Bausteine, die bei der Zerlegung der Makromoleküle entstehen, durch die Membran ins Plasma auf **Summengleichung : Photosynthese** \- Produkt - Glucose bildet Grundlagen - Wird als Ausgangstoff zur Herstellung von anderen Zuckern und von Polysacchariden wir Cellulose verwendet - Herstellung anderer Verbindungen wie z. B. Aminosäuren und Fettsäuren - In Form von Stärke gespeichert - **Betriebsstoff zur Herstellung von ATP** - Sauerstoff - Zweites Produkt - In den Mitochondrien für Zellatmung gebraucht **Sauerstoff als Produkt der Photosynthese** - Mengenmäßig möglich, dass der Produzierte Sauerstoff ausschließlich aus der Spaltung des Wassers stammt.  **Chemosynthese** **Enzyme** - Beispiele: Lactase, Amylase, Protease --\> haben meistens Endung -ase - In den meisten Fällen Proteine - Bei steigender Temperatur nimmt die Aktivität zu - Wirkung von pH abhängig - Ermöglichen chemische Reaktionen bei Körpertemperatur - Senken Aktivierungsenergie und beschleunigen Reaktionen - Binden nur an spezifische Substrate (=substratsspezifisch) und haben dann eine hochspezifische Wirkung (=wirkungsspezifisch) - Schlüssel-Schloss-Prinzip - Bindung findet an der aktiven Stelle des Enzyms statt - Wichtige Glykosidase: Amylase - Im speichel erhalten - Bei spaltung ensteht Maltose - Verdauungsenzyme: Protease - Werden auch Peptidasen - Zerteilen Proteine und Peptide in Aminosäuren - Beispiele: Pepsin und Trypsin - Verdauungsenzyme: Lipasen - Spalten freie Fettsäuren von Lipiden ab - Werden z. B. von der Bauchspeicheldrüse und dem Magen produziert - Emulgatoren (wie Galle) helfen bei Fettspaltung - Enzyme können Substrate... - Verknüpfen - Umwandeln - Spalten - Enzyme z. B. in Replikation wichtig - Helicase - DNA-Polymerase - Ligase **Step 13** **ATP** - Zentrales Problem bei der Dissimilation ist die Übertragung der Energie aus Betriebsstoffen - Gelöst durch die Bildung des Energieüberträgers ATP aus ADP+P  **Zellatmung Summengleichung** - Beim Abbau der Glucose durch die Zellatmung entstehen Kohlenstoffdioxid und Wasser - Gebildete Sauerstoff reicht gerade aus, um die produzierte Glucose wieder zu veratmen - Entsteht gleich viel Kohlenstoffdioxid, wie bei der Herstellung der veratmeten Glucose verbraucht wurde - Energieunterschied zwischen Edukten und Produkten konstant - Bei der Veratmung des Zuckers gleich viel Energie freigesetzt, wie für seine Herstellung in der Fotosynthese investiert wurde - Etwa 16kj/g Glucose **Abbau in den Mitochondrien** - Brenztraubensäure wird in die Mitochondrien aufgenommen und mit Sauerstoff zu Kohlenstoffdioxid und Wasser abgebaut - Die Energie die frei wird \-\-- zur Herstellung von ATP aus ADP+P - **38 Moleküle ATP gebildet** (bei vollständigen Abbau) **Alkoholische Gärung** - Ist eine Dissimilation, zu der nur die Hefezellen fähig sind - Sie wandeln bei Sauerstoffmangel Glucose in Ethanol und Kohlenstoffdioxid um - Er entsteht bei der Vergärung von zuckerhaltigen Säften durch die Arbeit der Hefepilze **Summengleichung Alkoholische Gärung** **Vor und Nachteile** - Ethanol - Wesentlich **energiereicher** als Kohlendioxid und Wasser - Wird bei der alkoholischen Gärung viel weniger Energie frei - Nur **2 ATP aus der Glykolyse gebildet** **Milchsäuregärung in Tierischen Zellen** - Tierische Zellen können bei Sauerstoffmangel vorübergehend anaerob arbeiten - Indem sie Glucose zu Milchsäure abbauen - Dient zur Überbrückung einer Zeit mit schlechter Sauerstoffversorgung - Bauen es vollständig zu Kohlenstoffdioxid und Wasser ab **Feedback 12-13** **Ablauf der Fotosynthese** - Die richtigen Antworten sind: Der zentrale Vorgang der Lichtreaktion ist die Fotolyse, bei welcher das Wasser in Wasserstoff und Sauerstoff aufgespaltet wird., - Pflanzen können entweder mit Hilfe von Mitochondrien oder mit Hilfe von Chloroplasten ATP aus ADP + P regenerieren.,  - Die Summengleichung der Dunkelreaktion lautet wie folgt: **6𝐶𝑂2+24𝐻→𝐶6𝐻12𝑂6+6𝐻2𝑂** **Chemosynthese** - Die Chemosynthese ist eine weitere Form der C-Assimilation., - Eine mögliche Form der Energiegewinnung bei der Chemosynthese ist die Umwandlung **von Schwefelwasserstoff zu Schwefel und Wasser.** **Assimilation der Autotrophen** - Autotrophe Organismen müssen grundsätzlich alle Elemente, die in organischen Stoffe vorkommen aus anorganischen Stoffen assimilieren., - C, H, und O werden über die Kohlenstoff-Assimilation in die organische Verbindung C6H12O6 eingebaut., - In der Atmosphäre macht Stickstoff prozentual den grössten Betrag aus. Summengleichung Fotosynthese - Ohne Pflanzen wäre ein Leben, das auf Sauerstoff (als Oxidationsmittel) ausgelegt ist,  nicht möglich., - Die Energie der Sonne wird mit Hilfe von Chlorophyll umgewandelt und in Glucose zwischengespeichert. **Assimilation der Heterotrophen** - Heterotrophe Organismen assimilieren ihre organischen Stoffe aus organischen Stoffen, die sie über die Nahrung aufnehmen., - Heterotrophe Organismen bauen körpereigene organische Stoffe aus körperfremden organischen Stoffen auf. **Energie bei der Dissimilation nutzen** - Endotherme Reaktionen., - Transportvorgänge innerhalb der Zellen., - Bewegung von Geisseln., - Bewegung der Muskulatur., - Fortbewegung von Einzellern durch Plasmaströmung. Gärung - Die Gärung ist wichtig, da einerseits bei Sauerstoffmangel noch Energie produziert werden kann und andererseits die Energie schneller zur Verfügung steht als beim vollständig aeroben Abbau., - Bei der Milchsäuregärung wird das Produkt der Glykolyse weiter in Milchsäure umgewandelt, wobei kein Sauerstoff nötig ist., - Sowohl bei der Milchsäuregärung, als auch bei der alkoholischen Gärung läuft zuerst die Glykolyse ab. **Zellatmung** - Die Zellatmung ist neben der Gärung eine von zwei Möglichkeiten zur Dissimilation von Glucose., - Das Ziel der Zellatmung ist die der vollständige Abbau von Zucker zu Kohlenstoffdioxid und Wasser unter Verwendung von Sauerstoff., - Als Glykolyse wird er Abbau von Glucose zu Brenztraubensäure (Pyruvat) bezeichnet, wobei pro Molekül Glucose nur zwei Moleküle ATP gewonnen werden. **Step 14** **Zellzyklus** - folgt auf jede Zellteilung eine Interphase, in der die Zellen wachsen und das Erbgut verdoppeln kann - Regelmäßige Abfolge von Teilung und Interphasen = Zellzyklus - Interphase - Prophase - Metaphase - Anaphase - Telophase *„Omnis cellula e cellula"* : Zellen müssen sich teilen können. Bei der Zellteilung teilt sich eine Mutterzelle in zwei meist gleiche Tochterzellen **Bedeutung Zellteilung für Einzeller und Vielzeller** **Einzellern** - Führt immer zur Fortpflanzung und zur Vermehrung - Teilen sich so dass zwei junge Zellen entstehen - Kennen keinen Alterstod - Bei der Teilung eines Einzellers verschwindet das ursprüngliche Individuum - Dasselbe Erbgut, aber doch neue Individuen **Vielzeller** - Ermöglicht Vielzellern das Wachstum des Körpers sowie den Ersatz und die Reparatur alter oder verletzter Teile - Viele verlieren ihrer Teilungsfähigkeit - Altern und sterben über kurz oder lang - Nicht alle ersetzt werden, Lebensdauer der Vielzeller beschränkt - Vielzeller altern - - Arbeitskern genannt - Durch eine Hülle aus zwei Membranen begrenzt - Enthält Kernplasma - Kernkörperchen - Chromatinfasern - Bestehen aus DNA und Proteinen **Mitose** - In der Mitose werden die in der Interphasen verdoppelten Chromatinfasern so verteilt, dass jeder Tochterkern je ein Exemplar erhält **Chromatinfaser** - Den fadenförmigen Komplex aus DNA und Proteinen - Prophase: Chromatinfasern spiralisieren sich zu Chromatiden - Telophase: Die Chromatinfasern entspiralisieren sich **Chromatid** - Die Chromosomen bestehen in dieser Phase aus je zwei Chromatiden - Bezeichnung: Zweichromatiden-Chromosom **Chromosom** **Vier Phasen der Mitose** - Interphase: - Der Zeitraum zwischen zwei Zellteilungen wird als **Interphase** bezeichnet - Für den Start einer Mitose benötigt die Zelle ein doppeltes genetisches Material - Nochmal drei weitere Zyklen: - G1 Phase (Gap Phase) - Hier wächst die Zelle stark an und bildet mehrere Zellorganellen - S Phase (Synthese Phase) - verdoppelt sich die genetische Information - können aus den einsträngigen Chromatiden vollständige Chromosomen entstehen. - G2 Phase - schließt die Interphase ab - Hier wächst die Zelle durch Flüssigkeitsaufnahme weiter an und - bereitet sich auf die nächste Mitose vor - **Prophase**: - Erstes Stadium - wickelt sich das im Zellkern enthaltene Chromatin zu Chromosomen zusammen - Diese ziehen sich darauf stark zusammen und spiralisieren sich. - Wenn sich die Chromosomen zusammengezogen haben, wird die Prometaphaseeingeleitet. - **Prometaphase** - In der Prometaphase lösen sich die Kernhülle und der Nucleolus auf. - Chromosomen können sich dadurch frei in der gesamten Zelle bewegen - Bildet sich an den Zellpolen der sogenannte Spindelapparat aus - Der Spindelapparat ist aus Mikrotubuli -- kleinen Proteinstrukturen -- aufgebaut - Er ist vor allem für die Auftrennung der Chromatiden verantwortlich. - **Metaphase** - Chromosomen ordnen sich nun in einer Ebene in der Mitte der Zelle, der sogenannten Äquatorialebene - Die Spindelfasern des Spindelapparates binden sich an die Centromere der einzelnen Chromosomen. - **Anaphase** - Die Spindelfasern, die an den Centromeren der Chromsomen befestigt sind, verkürzen sich - Dabei trennen sich die Chromosomen in zwei Chromatidsätze auf. - Zu den jeweiligen Polen transportiert werden, wodurch an beiden Polen ein identischer Chromatidsatz vorliegt - Diese Chromatiden kannst du dann auch als Tochterchromosomen bezeichnen - **Telophase** - Anaphase liegen die Chromatidsätze frei innerhalb des Cytoplasma - Um diese Chromatidsätze bildet sich nun eine neue Kernhülle aus.  **Step 15** **Haploid** - Wenn sich Chromosomen einer Zelle in Größe und Gestalt alle voneinander unterscheiden - Hat einen einfachen Chromosomensatz - Keimzellen = Haploid (Fortpflanzung) - Chromosomen des einfachen Satzes wird der Buchstabe n verwendet - Menschen n=23 - Jedes Chromosom birgt die Gene mit den Informationen für bestimmte Merkmale **Diploid** - Zwei Chromosomen praktisch gleich im Aussehen und im Bandmuster übereinstimmen - Zu paare geordnet = homolog - Zellen in denen jedes Chromosom in zwei Exemplaren vorliegt haben einen doppelten bzw. zweifachen Chromosomensatz. - Vielzeller = diploid - Besitzen einen doppelten Chromosomensatz mit 2n Chromosomen **Homologe Chromosomen** - Zwei Chromosomen praktisch gleich aussehend und im Bandmuster übereinstimmen - Enthalten Gene für die gleichen Merkmale - Beide homologen Chromosomen stammen je eines aus einer der beiden Keimzellen **Karyogramm** - Ein Bild auf dem alle Chromosomen einer Zelle nach Größe und Form geordnet zu sehen sind - Hergestellt , indem man die Zelle zur Teilung bringt - Während der Metaphase, wenn die Chromosomen in einer Ebene angeordnet sind, fotografiert - Auf dem Bild : nach Größe und Form identifizieren und jedem eine festgelegte Nummer zuordnen **Meiose** - besondere Art der Kern- und Zellteilung - entstehen aus Zellen mit einem doppelten Chromosomensatz (diploid ) Tochterzellen mit einem einfachen Chromosomensatz (haploid ) - Die entstehenden Zellen nennst du dann Keimzellen/Geschlechtszellen - Die Meiose findet vor der Befruchtung - Chromosomensatz muss sich bei der Meiose halbieren - damit er sich bei der Befruchtung nicht insgesamt verdoppelt - Eine befruchtete Eizelle (Zygote ) mit verdoppeltem Chromosomensatz wäre nämlich nicht überlebensfähig - - - **Zwei Abschnitte:** - **Meiose 1** - wird der Chromosomensatz halbiert - Die entstehenden Zellen sind dann haploid - Menschen haben in der Regel 46 Chromosomen, weil jedes Chromosom doppelt vorkommt - **Meiose 2** - Im zweiten Abschnitt findet die Teilung der Chromosomen in jeweils zwei einzelne Chromatiden statt - Die vier entstehenden Keimzellen tragen beim Menschen dann nur noch 23 halbe Chromosomen (Chromatiden) in sich. **Mitose und Meiose unterschiede** - Die Mitose besteht nur aus vier Phasen, in denen der ursprüngliche Zellkern zwei genetisch identische Tochterkerne hervorbringt. Die Meiose hingegen besteht aus zwei Schritten mit jeweils vier Phasen und bringt vier genetisch nicht identische Tochterkerne hervor **Step 16** **Einzeller** - Besitzt eine Zelle alle für das Leben erforderlichen Fähigkeiten - Reagiert auf reize - Entwickelt sich und kann wachsen - Fortpflanzen - Hat einen Stoffwechsel und reguliert ihre Zusammensetzung - Der **Lebenslauf** eines Einzellers **unterscheidet** sich grundsätzlich von einem **Vielzeller** - Kennen keinen alters Tod - Fortpflanzung durch Teilung - Entstehen zwei gleiche Tochterzellen, mit demselben Erbgut **Kolonien und Vielzeller** - In einer Kolonie können alle Zellen eine neue Kolonie bilden - In einer Kolonie sind alle Zellen totipotent - Eine Kolonie ist erst dann zerstört, wenn alle zellen zerstört sind - In einer Kollonie leben viele nebeneinander ohne totale abhängigkeit.Bei einem Vielzeller (auch wir sin welche)leben Zellen in einem Verband und teilen sich Aufgaben um dann als Ganzens zu funktionieren\... **Spezialisierung** - Die Arbeitsstellung bringt nur dann ein optimales Resultat wenn die Zellen für die Funktion die sie ausüben, spezialisiert sind - Setzt vor aus, das sie für diese Funktion optimal gebaut sind - Die Zellen eines Vielzellers unterscheiden sich im Bau (Form, Größe, Möblierung) und Leistung **Differenzierung** - Im Lauf ihrer Entwicklung verschieden werden: Sie Differenzieren sich - Differenzierte Zellen können sich in Form, Größe und Zahl der Organelle unterscheiden - Für Bestimmt aufgaben Besonders geeignet - Die Differenzierung im Bau ermöglicht die Spezialisierung in der Funktion **Vor- und Nachteile** - Verbessern die Gesamtleistung - Optimal ausgerüstet und trainiert - Vermindert ihre Flexibilität - Andere Zellen können nicht bei ihrer Arbeit unterstützen **Meristeme** - Bildungsgewebe, das aus undifferenzierten Zellen besteht. An diesen Stellen findet Wachstum statt. - Tiere besitzen keine **Stammzellen** - Stammzellen sind Zellen, die in der Lage sind, eine Kopie von sich selbst hervorzubringen, indem sie sich teilen. Doch durch die Teilung entstehen nicht zwei neue Stammzellen, sondern es handelt sich um eine asymmetrische Zellteilung, bei der zwei verschiedene Zellen entstehen. **Totipotente Zellen unterschied Differenzierte** - Aus nicht differenzierten, totipotenten Zellen können sich bei Tier und Mensch sehr verschiedene Zelltypen entwickeln. Die während der Differenzierung eintretenden Veränderungen in Gestalt, Größe und innerer Ausstattung sowie funktionellen Eigenheiten sind beachtlich und führen zu einer großen Vielfalt. **Ungeschlechtliche Fortpflanzung** - Bei mehrzelligen Pflanzen gibt es verschiedene Formen der ungeschlechtlichen Fortpflanzung, z. B. Brutknospen, Knollen, Zwiebeln, Ausläufer, Erdsprosse (Rhizome/Wurzelstöcke). **Step 17** Prokaryote - Von allen Zellen die einen Menschen ausmachen sind nur 50% menschlich (ca. 1014 Zellen!), die restlichen 50% sind Bakterien. Diese befinden sich hauptsächlich im Darm, wo sie helfen die verschiedensten Nahrungsbestandteile zu verdauen. Weiter finden sich vor allem in den Schleimhäuten (z.B. Mund) oder auf der Haut viele Bakterien. Wie Sie auch schon gelernt haben, gehören die Bakterien zu den Prokaryoten. **Plasmid** - Neben diesem Nucleoid enthalten die Bakterien auch sogenannte **Plasmide**, kleine Ringe aus DNA, die sich selbstständig verdoppeln und nur wenige bis zu mehreren hundert Genen (Abschnitte auf einer DNA) enthalten können. - Die Plasmide sind wichtige Bestandteile der Gentechnik, da sie im Labor verändert werden können und so Bakterienzellen zum Beispiel zur Herstellung von gewissen Stoffen gebraucht werden können. **Zellwand** - Bietet Schutz u. hält Form der Zelle - Die Zellwände enthalten meist Murein (Peptidoglycan), ein Polymergeflecht (ein Makromolekül aus sich wiederholenden Molekülen) aus modifizierten Glucosemolekülen. Die linearen Polymerketten sind durch kurze Peptide quervernetzt. **Gram positiv und Gram negativ** - Gram Färbung - **Gram-positiven (Gram +)** - Relativ dicke Zellwand mit einem grossen Peptidoglycananteil besitzen und deshalb dunkelviolett werden - **Gram-negative (Gram-)** - die Gram- Bakterien eine relativ dünne Peptidoglycanschicht und darauf noch eine Aussenmembran aufgelagert, weswegen sie nur schwach angefärbt werden. **Flagellen** - Die **Flagellen** helfen den Bakterien sich fortzubewegen. - Sie verteilen sich entweder über die gesamte Oberfläche der Bakterienzelle oder sie befinden sich an einem oder beiden Enden. - Sie bestehen nur aus Proteinen und sind über einen **Basalapparat** in der Zellmembran und Zellwand verankert (Abb. 3). - Das **Filament** (= fadenförmige Zellstruktur) ist über einen sogenannten **Haken** an den Basalapparat gebunden. - Der Haken bringt durch **Rotationen** das Filament in Bewegung, wodurch die Bakterienzelle sich vorwärtsbewegt. - In einer homogenen Umwelt bewegen sich die flagellenbesetzten Bakterien nach dem Zufallsprinzip. - Ist die Umwelt hingegen heterogen, zeigen sie häufig **Taxis** (griechisch taxis= anordnen), eine Bewegung in Richtung eines Reizes oder von ihm weg **Bakterien Vermehrung** - Meistens vermehren sie sich **asexuell** durch Zellteilung. - **transformation:** Bei der sw2eTransformation nimmt eine Bakterienzelle fremde freie bakterielle DNA aus der Umgebung auf. Diese DNA kann beispielsweise aus einer Bakterienzelle stammen, welche gestorben ist und sich in ihre Bestandteile aufgelöst hat. - **Transduktion:** Die Transduktion bezeichnet das Übertragen von fremder bakterieller DNA über ein Virus. Das Virus schleust die eigene und teilweise auch fremde DNA in die befallene Bakterienzelle in, wodurch die genetische Information des Bakteriums sich erweitert. - **Konjugation:** Bei diesem Gentransfer verbinden sich zwei Bakterien über einen sogenannten Pilus. Dabei spendet ein Bakterium dem anderen DNA. Dieser Transfer ist eine Einbahnstrasse, funktioniert also nur in eine Richtung. Taxis: durch äußere Reize ausgelöste Bewegungsreaktion von Organismen **Step 18** **3 Aufgaben der Bakterien:** - Bakterien sind ausserordentlich wichtig für das **chemische Recycling** in den Ökosystemen. - Durch ihre Funktion als **Destruenten** (Zersetzter) helfen sie dabei, tote Tiere, Pflanzenreste und sonstiges Abfallmaterial zu zersetzen und damit Kohlenstoff, Stickstoff, Schwefel und andere Elemente freisetzen, welche wiederum von anderen Organismen gebraucht werden. - Es gibt auch Stoffe (Stickstoff in der Luft) die von der Mehrheit der Lebewesen in dieser Form nicht genutzt werden können. Spezialisierte Bakterien sind aber dazu in der Lage und wandeln diesen Luftstickstoff in auch für andere Lebewesen verwertbare Stickstoffverbindungen um.\ Diese nützlichen Eigenschaften der Bakterien machen sich manche, grössere Organismen, auch zu Nutzen. Wenn ein zwei Organismen eine Beziehung eingehen, bei welcher beide Partner davon profitieren, nennt man dies auch eine **Symbiose**. **Resistenz** - Von einer Resistenz oder Widerstandsfähigkeit wird in der Medizin gesprochen, wenn ein Organismus zum Beispiel vor Viren oder Giften geschützt ist. Beim Menschen gibt es Resistenzen, die den Körper vor Infektionen schützen. **Aber auch Krankheitserreger selbst können Resistenzen entwickeln.** - Ein grosses Problem ergibt sich aber aus der sich immer wieder entwickelnden **Resistenzen** von Bakterien gegenüber den Antibiotika. Viele Bakterien können solche Eigenschaften entwickeln, dass die Antibiotika, welche gegen sie wirken plötzlich keinen Einfluss mehr haben. Deshalb müssen immer wieder neue Antibiotika hergestellt werden um die immer resistenteren Erreger zu bekämpfen. - Die Wirkung von **Antibiotika** (z.B. Penicillin) beruht darauf, dass sie die Quervernetzung der Peptidoglycane blockieren. Eine auf diese Weise geschädigte Zellwand kann ihre Funktionen, insbesondere bei Gram+ Bakterien, nicht mehr erfüllen und die Bakterien platzen aufgrund des Zellinnendruckes (Zellturgor). **Bakterizide und Bakteriostatika** - Man unterscheidet im Wesentlichen zwischen **Bakteriostatika** und **Bakterizide** Antibiotika. Bakterizide blockieren Stoffwechselvorgänge, welche lebensnotwendig sind und führen somit zum Absterben der Bakterien. Bakteriostatika töten primär keine Zellen ab, sondern hindern sie daran sich zu vermehren. Dies führt schliesslich jedoch auch zum Absterben der Bakterienzellen. **Ansteckungsarten Infektionskrankheiten** - **Exotoxine** sind Proteine mit einer enzymatischen Wirkung, die von bestimmten pathogenen Bakterien ausgeschieden und anschliessend von der Zielzelle aufgenommen werden. Die Cholera, eine gefährliche Durchfallerkrankung, wird von einem Exotoxin des Bakteriums *Vibrio cholerae* verursacht. Das Exotoxin regt die Zelle dazu an, Chorid-Ionen in den Darm abzugeben und den Ionen folgt durch Osmose das Wasser. Dies führt zu wässrigem Stuhl und der oft lebensbedrohenden Austrocknung des befallenen Menschen. - Als **Endotoxine** bezeichnet man gewisse Bestandteile der Aussenmembran der Gram-negativen Bakterien. Anders als die Exotoxine werden sie nur dann freigesetzt, wenn die Bakterien absterben und ihre Zellwände sich auflösen. Zu den Bakterien, die Endotoxine besitzen, gehören verschiedenen Arten der Bakterien-Gattung *Salmonella*, die in gesunden Tieren normalerweise nicht vorkommt. *Salmonella typhi* beispielsweise verursacht Typhus und manche anderen Arten der gleichen Gattung, zum Beispiel die in Geflügel vorkommende *S. enteriditis*, lösen eine mit Durchfall und Fieber einhergehende Lebensmittelvergiftung aus. **Step 19**  **Viren** - Das Virus ist streng genommen keine Lebewesen - Da es weder einen eigenen Stoffwechsel besitzt noch sich selber fortpflanzen oder fortbewegen kann. - **Für die Vermehrung voll und ganz auf eine Wirtzelle angewiesen** - Dies führt dann teilweise zum Absterben dieser Wirtszelle, was sich dann auch als Krankheitssymptome äussern kann **Wirtsspezifität** - Viren vermehren sich nur in Wirtszellen, da Sie weder Stoffwechselenzyme - Nur als Intrazelluläre Parasiten bestehen - Kann nicht jede vorhandene Zelle infizieren - Wirtsspezifität ergab sich durch die Evolution von Erkennungssysteme - Bestimmte Oberflächenproteine der Viren „passen" auf die entsprechenden Oberflächenproteine der Wirtszelle, die als **Rezeptoren** bezeichnet werden. Diese Proteine der Wirtszelle erfüllen ursprünglich jedoch eigenglich andere Funktionen. **Prophage** - Als Prophage bezeichnet man eine Wirtszelle, bei der sich die DNA des Virus in die eigene DNA der Wirtszelle integriert (verbunden) hat. **Lysogene und Lytische Zyklus** - Der **lytische Zyklus** zeichnet sich dadurch aus, dass die Wirtszelle bei der Freigabe der Virionen platzt und somit abstirbt. - er **lysogene Zyklus** zeichnet sich hingegen dadurch aus, dass das Genom des Virus in das Erbgut der Wirtszelle integriert wird und dadurch mit jeder Teilung der Wirtszelle auch mit verdoppelt wird. **HIV -- Humanes Immunodefizit Virus)**  **Step 20** **Protist** - Der Begriff Protist bezeichnet als einzellige Eukaryoten (also Zellen mit Zellkern), welche weder eine Pflanze, noch ein Tier, noch ein Pilz ist. - Mit **Protist** werden eine sehr variable Gruppe von einzelligen Organismen benannt. Die Vertreter dieser sehr gemischten Gruppe sind aber nicht alle sehr nahe miteinander verwandt: einige sind mit Pflanzen, Pilzen oder Tieren enger verwandt als mit anderen Protisten\... - **Aufbau** - Die meisten Protisten sind aber klein (0.5- 21 μm). - Sie besitzen wie Eukaryoten im allgemeinen Zellkern, endoplasmatisches Reticulum, Lysosomen und Glogi-Apparat. - Manche Protisten besitzen auch noch eine **kontraktile Vakuole**, welche andere Eukaryoten-Zellen nicht aufweisen. Diese hilf den Protisten überschüssiges Wasser aus der Zelle zu Pumpen. - Diese **photoautotrophen Protisten** können mithilfe von Licht (photo) selbstständig (auto), also nur mit anorganischen Stoffen, Energie produzieren. Sie brauchen deshalb keine anderen Lebewesen für ihre Ernährung. Die **heterotrophen Protisten** jedoch sind auf ebendiese anderen Organismen als Nahrungsgrundlage angewiesen. **Protisten in der Umwelt** - Praktisch überall ( genug feucht/ meistens im Wasser aber auch in feuchten Böden oder verrottendem Laub) - Im Wasser: oft Bestandteil des Planktons - Bietet Nahrung für viele Fische und Wale - Gehen Symbiotische Beziehungen mit anderen Arten ein - Liefern die photosynthetisch aktiven Dinoflagellaten den Korallen Nährstoffe - Bilden Große Riffe = Lebensraum - Holz lebende Termiten - Ohne Symbionten könnten Termiten kein Holz verdauen - Leben im Darm -- ermöglichen ihnen ihre Ernährungsweise - Unter Protisten finden sich Parasiten - Malariaerreger ein Protist - Wichtigste Protisten = photosynthetisch aktive Protisten - **-** - Grundlage fürs Überleben der anderen Lebewesen - anorganischen Substanzen (H2O und CO2), mithilfe von Licht, organische Verbindungen zu produzieren (z.B. Zucker), bilden Sie die Nahrungsgrundlage für alle anderen Organismen. - Schätzungen zufolge sind Diatomeen, Dinoflagellaten und andere Protisten weltweit für bis zu einem Viertel der gesamten Photosyntheseleistung verantwortlich! **Vielzeller und Einzeller Vor- und Nachteile** **Aufbau von Pilzen** - Ständerpilz - Besteht aus Hyphen (Fäden) - Welche aus röhrenförmigen Zellwänden gebildet werden - Nicht Zellulose sondern Chitin in die Zellwände eingelagert - Chitin- auch im Außen Skelett von Insekten - Verwandtschaft zwischen Tiere und Pilze verdeutlicht - Pilzhyphen - Bilden eine verwobenes Geflecht = Mycel - Verhältnis zum Volumen relativ Groß - Ermöglicht effiziente Nahrungsaufnahme - Bei geeigneten Bedingungen wird ein Fruchtkörper Produziert (Ständerpilz) **Fortpflanzung bei Pilzen** - Vermehren sich geschlechtlich oder ungeschlechtlich - Durch Bildung einer großen Anzahl von Sporen - Die Sporen können von Wind oder Wasser über große Entfernungen transportiert werden - Landen sie an einer feuchten, nährstoffreichen Stelle, dann keimen sie und bilden eine neues Mycel. - Geschlechtliche Fortpflanzung - verschmelzen die Hyphen zweierverschiedener Pilzindividuen einer Art miteinander. Dabei verschmelzen erst die Cytoplasmata miteinander, so dass sich eine Hyphe mit zwei Kernen bildet (**heterokaryotisches Stadium**). Erst später verschmelzen auch die Zwei Kerne miteinander und bilden darauf hin Sporen. - helfen Mykorrhiza Pilze vielen Pflanzen indem sie ihnen helfen besser an Wasser und andere Nährstoffe in der Erde zu bekommen - Im Gegenzug erhält der Pilz etwas vom Zucker welches die Pflanze produziert - Großer Vorteil, etwa 90% aller Pflanzenarten mit Mykorrhiza Pilzen gehen Symbiose ein - Im Darm von Rinder sind Pilze vorhanden - Helfen bei der Verdauung von Pflanzenmaterial - Pilze sind eine Nahrungsquelle - Aus der Lebensmittelindustrie kaum wegzudenken - Blauschimmelkäse - Cola Getränken - Hefe (Brot/Alkoholische Gärung) - Bekämpfung von Krankheitserregern (Antibiotika) **„Mykorrhiza":** stammt aus dem Griechischen und bedeutet „Pilzwurzel". Im Boden verbindet sich das Pilzgeflecht mit den Feinwurzeln der Bäume. Dadurch ist ein Austausch möglich, bei dem der Pilz den Bäumen Wasser liefert und im Gegenzug dafür etwas erhält, das der Pilz nicht selbst herstellen kann: Zucker. **Step 21 -- 26 (Milestone 8)** \"polyphyletisch\" am Beispiel der Algen - Unter **Phylogenese** versteht man die Stammesgeschichte von Organismen. Lebewesen, die einen nahen gemeinsamen Vorfahren haben, bezeichnet man als **monophyletisch** (aus einem Stamm hervorgehend), solche, die nicht näher verwandt sind, als **polyphyletisch** (aus verschiedenen Stämmen hervorgehend). Als „**Algen**" bezeichnet man in der Regel einzellige, autotrophe Organismen. Anpassungen der Pflanzen Die polyphyletische Herkunft der Algen zeigt sich auch in den vielen Unterschieden zwischen den einzelnen Gruppen. Dies äussert sich sowohl in ihrem Bau, als auch in ihren Lebensräumen: ***Grünalgen:*** Kommen mehrzellig oder einzellig vor und sind meistens im Süsswasser anzutreffen. Ein mariner Vertreter (Salzwasser) ist der mehrzellige Meersalat. Enthalten Chlorophyll. **Rotalgen:** Kommen meistens in marinen Gewässern vor und sind im Meer bis in grossen Tiefen (bis 100m) anzutreffen. Dies dank den Farbstoffen **Phycoerythrin** (rot) und **Phycocyanin** (rot- violett). Diese absorbieren Licht in der Wellenlänge von ca. 480-580nm, respektive ca. 520- 660nm, welche tiefer ins Wasser hineindringen als das kurzwellige blaue Licht (Abb. 2). ***Braunalgen:*** In marinen Gewässern zu finden; Sie besitzen das Hilfspigment **Fucoxanthin** welches in der Grünlücke des Chlorophylls Licht absorbiert. Es absorbiert am stärksten zwischen 510- 525nm und absobiert somit grünes Licht. Braunalgen sind mehrzellig, und bilden oft riesige Tange. ***Kieselalgen:*** Marin und in Süsswasser auftretend. Es handelt sich um eine einzellige Planktonalge, welche wichtig als Primärfutter für Krill ist. Die Zellwand der Kieselalgen besteht aus Kieselsäure. ***Dinoflagellaten:*** Sowohl marin als auch im Süsswasser vorkommend. Zu ihnen gehören einzellige Planktonalgen, auch Panzergeisselalgen genannt. Zum Teil besitzen sie ein starkes Nervengift, welches zwar nicht tödlich für Muscheln ist, aber für Fische und Menschen tödlich sein kann! **Unterschiede im Bau eines Mooses, eines Farnes und einer Samenpflanze erörtern.** **Fortpflanzunszyklen der Algen, Moose und Farne miteinander vergleichen und die Unterschiede der Nackt- und Bedecktsamer aufzählen.** **Moose:** ursprünglichsten noch lebenden Landpflanzen welche sich vor etwa 450 Millionen Jahren aus Grünalgen entwickelt haben. Durch ihre **kleine Erscheinung** umgehen sie das Problem der Schwerkraft. Weiter besitzen Moose wenig differenzierte Gewebe, so fehlen Saugwurzeln und Leitgefässe, welche Wasser aufnehmen und transportieren könnten. Die Wasseraufnahme erfolgt aus der Luft durch die Blätter. Zusätzlich sind die Sporen bei den Moosen von einer harten Hülle umgeben, welche ihnen Schutz bietet und sie vor dem Austrocknen bewahren. - Der Fortpflanzungszyklus der Moose ist dadurch charakterisiert, dass die **haploide Generation** (der sog. **Gametophyt** = Gameten (Geschlechtszellen) hervorbringende Generation) den weitaus dominanteren Teil ausmacht als die **diploide** (**Sporophyt** = Sporen hervorbringende Generation). Moose sind bei ihrer Fortpflanzung auf Wasser in Form von Regen oder Tau angewiesen. So schwimmen die **Sporozoiden** (die männlichen Keimzellen) teilweise bis zu 1.5 cm aktiv in Richtung der **Archaegonien** (weibliches Geschlechtsorgan) und befruchten diese dort. **Farne:** Weitere Anpassungen an das Landleben finden sich bei den **Bärlappen und Farnen**, zu welchen auch die **Schachtelhalme** zählen. Sie zeichnen sich durch differenzierte Gewebe aus, welche **Saugwurzeln**, die **Sprossachse** und sich darin befindende **Leitgefässe** hervorbringen. - Bei den Farnen ist die **diploide Generation (Sporophyt)** deutlich grösser als die **haploide (Gametophyt)**. Trotzdem sind Farne bei ihrer Fortpflanzung immer noch von **Wasser** abhängig, wie die Moose. Auch bei den Farnen schwimmen die männlichen Keimzellen, welche sich in den **Antheridien** auf dem **Vorkeim** bilden, zu den **Archegonien** und befruchten dort die Eizelle. Die sich durch Meiose bildenden **Sporen** sind in sogenannten **Sori** (Sporenpackete) auf der Unterseite der Farnwedel angeordnet und werden dann über den Wind verbreitet. **Samenpflanze:** verschiebt sich bei der Entwicklung der Pflanzen das Gleichgewicht von einer dominierenden haploiden Phase (Gametophyt dominiert bei den Moosen) mehr zu einer dominierenden diploiden Phase (Sporophyt dominiert bei Farnen und Samenpflanzen). Die Gametophyten werden immer kleiner und können so von diploidem Gewebe vor Trockenheit und UV-Strahlung geschützt werden. Dies äussert sich bei den Samenpflanzen darin, dass die Gametophyten sehr klein und mit einer sie ernährenden und schützenden Hülle umgeben sind. Es bilden sich die sogenannten Samen. - zwei Hauptgruppen: die Nacktsamer (Gymnospermen, z.B. Nadelbäume, Ginkobaum etc.) und die Bedecktsamer (Angiospermen, z.B. Gänseblümchen, Lilien etc.). Während die Samenanlagen der Nacktsamer an den Zapfen „direkt" zugänglich sind, sind die Samen der Bedecktsamer in einem Gewebe (Fruchtknoten) eingeschlossen und reifen nach der Befruchtung in Früchten heran. Da die Bedecktsamer sich mit Hilfe von Blüten und Früchten fortpflanzen und verbreiten, nennt man sie auch Blütenpflanzen. Auf die Fortpflanzungsweisen von Nackt- und Bedecktsamern, werden wir später noch zu sprechen kommen. **Unterschied zwischen Sporophyt und Gametophyt** - die sexuellen und asexuellen Phasen, die während des Generationswechsels von Pflanzen auftreten - vielzellige Strukturen - Der **Gametophyte** produziert männliche und weibliche Gameten direkt aus seinem Pflanzenkörper - Im Gegensatz dazu produziert **Sporophyten** durch Meiose haploide Sporen.  Der Hauptunterschied zwischen Gametophyten und Sporophyten ist das gametophyte ist ein haploides und wird von produziert Meiose Sporophyten dagegen sind Diploiden und werden durch Mitosen produziert. Unterschiede zwischen einkeimblättrigen und zweikeimblättrigen Pflanzen aufzählen. Mit **Keimblättern** werden das erste Blatt (oder die ersten Blätter) bezeichnet, welche sich aus dem keimenden Samen bilden. Sie sind schon im Samen drin vorhanden und helfen dem jungen Pflänzchen dabei, so bald als möglich Fotosynthese zu betreiben und somit Energie für das weitere Wachstum zu gewinnen. Wie der Name schon sagt, gibt es Pflanzen welchen nur **ein Keimblatt** bilden (**Einkeimblättrige**) und solche welche **zwei Keimblätter** bilden (**Zweikeimblättrige**). Auf weitere Unterschiede werden wir später noch kommen. **Kormus" definieren** Bei den meisten Pflanzen (ausser Algen und Moose) lassen sich gut die verschiedenen Organe erkennen: **Wurzeln, Sprossachse und Blätter** (und bei Blütenpflanzen auch Blüten). Alle Organe einer Pflanze zusammen, bezeichnet man als **Kormus**. ** Funktionen der Wurzel** Die Hauptaufgaben der Wurzel sind im Wesentlichen die Verankerung der Pflanze im Boden und die Aufnahme von Wasser und Mineralstoffen. Dabei haben die verschiedenen Gewebe / Strukturen unterschiedliche Aufgaben. So finden sich an der Wurzelspitze teilungsfähige Zellen (**Meristem**), welche durch die sogenannte **Wurzelhaube** geschützt ist. **Schema eines Wurzellängsschnittes beschriften.** **Schema eines Wurzelquerschnittes beschriften** **wie Wasser aus dem Boden aufgenommen wird und welche Strukturen es bis in die Leitbündel durchläuft.** - Im Zentralzylinder befinden sich dann auch die **Leitgefässe** für den Wasser- und den Stofftransport (Fotosyntheseprodukte). Wir werden im folgenden Kapitel genauer auf die Leitgefässe eingehen. **Funktion des Casparystreifens ** - Die **Endodermis** grenzt die Rinde und Epidermis vom **Zentralzylinder** in der\ Mitte ab. Die Zellen der Endodermis werden von einer wachsartigen\ Schicht umgeben, auch **Caspary-Streifen** genannt, welche den weiteren\ apoplastischen Wasserfluss verhindert. Am Caspary-Streifen muss das\ Wasser aktiv in die Endodermiszellen aufgenommen werden. Hier kann\ nun auch die Aufnahme von Schadstoffen minimiert werden, da in der\ Regel nur Wassermoleküle in den Zentralzylinder transportiert werden. **Funktionen der Sprossachse ** - Die Sprossachse gibt der Pflanze Halt und erlaubt ihr Wasser und Nährstoffe zu transportieren. Dadurch ist es der Pflanze überhaupt möglich, in die Höhe zu wachsen und alle Zellen mit den notwendigen Stoffen zu versorgen. Dazu werden mehrere Strukturen benötigt, welche im Folgenden besprochen werden. **Bau des Xylems und des Phloems** - Das Transportsystem der Pflanzen besteht aus zwei verschiedenen Komponenten. Auf der einen Seite transportiert das **Xylem** Wasser, immer in eine Richtung: von der Wurzel in die Blätter. In diesem Wasser sind auch einzelne Mineralstoffe gelöst, welche die Pflanze benötigt. Auf der anderen Seite ist das **Phloem** für den Transport der Fotosyntheseprodukte aus den Blättern in alle anderen Teile der Pflanze verantwortlich. Dies kann sowohl in Richtung Wurzeln, als auch z.B. Blüten sein.  welche Funktionen das Xylem, das Phloem und das Kambium in zweikeimblättrigen Pflanzen Unterschied - Die zweikeimblättrigen Pflanzen besitzen zwischen dem Phloem und dem Xylem in ihren Leitbündeln noch eine weitere Gewebeschicht: das **Kambium**. Dieses kann neue Tracheen und Siebröhren bilden und so das Transportsystem in Stand halten. Dies führt jedoch auch dazu, dass die Sprossachse einen immer grösseren Durchmesser bekommt. Dieses Wachstum in die Breite der zweikeimblättrigen Pflanzen nennt man auch **sekundäres Dickenwachstum** - Je nachdem in wie aktiv der Baum ist, werden vom Kambium unterschiedlich grosse Tracheen gebildet. Dies führt zum typischen Bild der **Jahrringe** eines Baumes. eines Sprossquerschnittes einer einkeiblättrigen und einer zweikeimblättrigen Pflanze schematisch  die Leitbündel (und die daran beteiligten Leitgefässe) in einem Querschnitt durch die Sprossachse einer Pflanze beschriften. Leitgewebe (Xylem/ Phloem) in einer mikroskopischen Abbildung identifizieren und beschriften Beispiele von Metamorphosen der Sprossachse erläutern. Blattquerschnitt beschriften Funktion des Palisadengewebes   Funktion des Schwammgewebes die Anpassungen der Blattgewebe einer trocken- und einer feuchtangepassten Pflanze erläutern und mit einer Skizze aufzeigen.  Bau und die Funktion der Spaltöffnungen erläutern. welche zwei Prozesse das Wasser gegen das Gleichgewicht durch die Leitgewebe transportiert werden kann. Unterschied zwischen symplastischen und apoplastischen Wassertransport erklären. Längsschnitt einer Blüte mit allen wichtigen Strukturen zeichnen und beschriften. welche Schritte durchlaufen werden, wenn sich eine Blütenpflanze fortpflanzt Strategien zur Vermeidung von Selbstbestäubung erläutern.  mit welchen Strategien Samenpflanzen bestäubt werden können. welchen Strategien die Samen der Samenpflanzen verbreitet werden können. die Strukturen eines Samens beschriften. aus welchem Blütenteil das Fruchtfleisch einer echten Frucht und aus welchem das Fruchtfleisch einer Scheinfrucht entsteht und jeweils eine Beispielfrucht nennen.