Die Zelle: Baustein des Lebens

Zytologie

Das Kapitel Die Zelle: Baustein des Lebens in unserem Online-Kurs Zytologie besteht aus folgenden Inhalten:

1. Die Zelle: Baustein des Lebens

   Die Zelle: Baustein des Lebens

   

   Leben in der Art und Weise wie wir es heutzutage kennen, entstand erst mit der Bildung von Membranen: eine Abgrenzung eines Lebewesens gegenüber der Außenwelt, die eine Barriere zwischen "Innen" und "Außen" darstellt. Zellen sind abgegrenzte Räume oder Kompartimente. Als Grundeinheit des Lebens sind sie die kleinste Bau- und Funktionseinheit des Organismus. Zellen nehmen Informationen oder Stoffe auf, verarbeiten diese und setzen sie wieder frei.Blutausstrich eines Rindes. Einzelne ...

2. Zytologie als Thema im Abitur

   Die Zelle: Baustein des Lebens > Zytologie als Thema im Abitur

   

                                                                                                                                                                          Zellbiologie ...

3. Aufbau und Funktion der Zelle

   Die Zelle: Baustein des Lebens > Aufbau und Funktion der Zelle

   

   Die Zelle ist die kleinste funktionelle Einheit allen Lebens und ist gekennzeichnet durch wesentliche Eigenschaften:1)    Die Zelle ist die kleinste Einheit des Lebens.2)    Alle Organismen sind aus Zellen aufgebaut.3)    Jede Zelle geht aus einer bereits existierenden Zelle hervor.Durch Zellteilung entstehen aus einer Mutterzelle zwei identische Tochterzellen (Zweiteilung, Mitose) oder vier Keimzellen (Meiose).4)    Die Zellgröße ...

4. Organisationsmuster der Zelle

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   Zellen weisen zwei grundlegende Organisationsmuster auf: Procyte und Eucyte. Beide Konzepte haben sich über Millionen von Jahren bewährt und durchgesetzt.Die Procyte, auch als Prokaryo(n)t bezeichnet, beschreibt den Zelltyp der Domänen Bacteria und Archaea. Diese besitzen keinen Zellkern, zeigen keine Kompartimentierung und waren zweifellos die ersten lebenden Zellen.Die Eucyte, auch als Eukaryo(n)t bezeichnet, ist das Hauptmerkmal der Zellen der Domäne Eukarya (Pflanzen, Tiere, ...

5. Prokaryontenzelle

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   Prokaryonten zeichnen sich durch das Fehlen des Zellkerns aus. Sie können eine Vielzahl an Energiequellen nutzen, unter extremen Umweltbedingungen leben und weisen Größen von 0,25–1 µm bis hin zu 1,5 x 4 µm auf.Ihre Hauptaufteilung erfolgt in die beiden Domänen Bacteria und Archaea.Im täglichen Leben sind uns Prokaryonten als Bakterien bekannt. Oftmals wird das Wort Bakterie oder Bakterium direkt mit Krankheitserreger gleichgesetzt. Dabei sind die wenigsten ...

6. Unterteilung der Bakterien

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   GramfärbungDie Bezeichnung grampositiv bzw. gramnegativ beschreibt die Eigenschaft von Bakterien, mit der Gram-Färbemethode angefärbt werden zu können oder nicht (s. Kapitel Mirkoskopie von Zellen). Grampositive Bakterien zeigen sich unter dem Mikroskop dunkellila, während gramnegative Bakterien hellviolett erscheinen. Dies ist eine erste Klassifizierung von Bakterien in der Mikrobiologie und beruht auf dem unterschiedlichen Zellwandaufbau. Gramnegative Bakterien sind in ...

7. Vermehrung von Bakterien

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   Die Vermehrung erfolgt in der Regel durch Spaltung, auch als Zweiteilung bezeichnet. Die Zweiteilung führt zur Reproduktion des gesamten einzelligen Lebewesens. So können Bakterien extrem schnell ganze Biotope besiedeln.Ablauf der Vermehrung von Bakterien – Zweiteilung (Mitose)Das Bakterienchromosom ist an der Plasmamembran befestigt. Diese Region wird als Origin of Replication (ORI) bezeichnet. Es bildet sich ein Replikationskomplex (Replisom).Replikation: Vom ORI aus wird das Nukleoid ...

8. Bakteriophagen - Die Parasiten der Bakterien

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   Viren, die Bakterien infizieren, bezeichnet man als Bakteriophagen oder Phagen (griech. Phagos = Esser). Der allgemeine Aufbau von Bakteriophagen ist in der folgenden Abbildung dargestellt:Phagen erkennen ihre Wirtszelle über Capsidproteine, die an spezifische Rezeptorproteine der Zellwand des Bakteriums andocken.Viren sind keine Lebewesen. Zur Fortpflanzung benötigen sie einen Wirt.Vermehrung von BakteriophagenÜber schwanzförmige Strukturen, auch als Spikes bezeichnet, wird die ...

9. Eukaryontenzelle

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   Eukaryoten sind – was die Struktur ihrer Zellen angeht – wesentlich komplexer.So finden sich hier innerhalb der membranumschlossenen Zelle viele Kompartimente.Diese Reaktionsräume ermöglichen es der Zelle, unterschiedlichste Stoffwechselfunktionen umzusetzen, die aufgrund der Abtrennung ungestört zeitgleich innerhalb einer Zelle ablaufen können. Wie auch bei uns verschiedene Organe wie Leber, Darm oder Niere unterschiedliche Aufgaben haben, besteht auch das Zellinnere ...

10. Organellen eukaryotischer Zellen

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    Eukaryotische Zellen sind im Aufbau hoch komplex. Jedes einzelne Zellorganell übernimmt bestimmte Funktionen, so dass Prozesse parallel in der Zelle ablaufen können. Neben den Organellen gibt es noch komplexe Biomoleküle wie Ribosomen oder Centriolen. Diese Funktionseinheiten und die Organellen und ihre Aufgaben stehen im Fokus des Lernkapitels.Zellorganellen bilden im Rahmen der Kompartimentierung eigene abgeschlossene Reaktionsräume und bieten so die optimale zeitlich organisierte ...

11. Zellorganellen in der Übersicht

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    tabellarische Übersicht ZellorganelleMindmap Zellorganelle

12. Chloroplasten und Mitochondrien im Fokus

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    Beide Zellorganellen, Mitochondrien wie auch Chloroplasten , sind Energieumformer. Sie treiben die Zelle  an und finden ihren Ursprung nach der Endosymbiontentheorie als eigenständiger Prokaryot.Mitochondrien und Chloroplasten sind Organellen des ZellstoffwechselsDie Zelle benötigt für alle Prozesse (Wachstum, Teilung etc.) Energie. Diese Energie wird aus chemischen Bindungen im Rahmen der Verstoffwechselung von aufgenommenen Makromolekülen (vor allem Kohlenhydrate) gewonnen, ...

13. Prokaryont - Eukaryont: Ein Vergleich

    Die Zelle: Baustein des Lebens > Prokaryont - Eukaryont: Ein Vergleich

    

    Betrachten Sie die Lebewesen, die mit uns gemeinsam auf der Erde leben, so gibt es eine Vielzahl unterschiedlicher Möglichkeiten die Kennzeichen des Lebens (Wachstum, Bewegung, Stoffwechsel, Reizbarkeit, Fortpflanzung) zu erfüllen.Es gibt hocheffiziente einzellige Lebewesen (z.B. Escherichia coli [E. coli], Hefe oder Euglena) im Gegensatz zu hochkomplexen Lebewesen, die, wie z.B. der Mensch, aus bis zu 1014 Zellen bestehen! Das heißt nicht, dass einzellige Organismen „einfach“ ...

14. Mikroskopie von Zellen

    Die Zelle: Baustein des Lebens > Prokaryont - Eukaryont: Ein Vergleich > Mikroskopie von Zellen

    

    Mit bloßem Auge sind Bakterien oder auch eukaryotische Zellen kaum zu erkennen. Ein Blick in das Innere der Zelle gelingt nur durch Einsatz ausgereifter Mikroskope wie Lichtmikroskop (LM) und Elektronenmikroskop (EM) oder durch die STED-Mikroskopie (STED = Stimulated Emission Depletion, eine spezielle Form der Fluoreszenzmikroskopie) .Sicherlich haben Sie im Unterricht schon einmal ein Präparat Ihrer Mundschleimhautzellen im Lichtmikroskop betrachtet. Die Zellen werden mit einem Spatel ...

15. Färbetechniken in der Mikroskopie

    Die Zelle: Baustein des Lebens > Prokaryont - Eukaryont: Ein Vergleich > Färbetechniken in der Mikroskopie

    

    Im Laufe der vergangenen Jahrzehnte wurden viele Techniken entwickelt, einzelne Strukturen durch spezielle Farbstoffe anzufärben. Die Färbung basiert zumeist auf der Reaktionsfähigkeit bestimmter Strukturen mit bestimmten Farbstoffen.Man klassifiziert die Zellstrukturen und Gewebe anhand des Färbeverhaltens durch die Farbstoffe in basophile, azidophile und neutrophile Strukturen. Einige wichtige Färbemethoden sollen hier kurz vorgestellt werden:1) Hämatoxylin-Eosin-Färbung:Klassische ...

16. Biomembran und Kompartimentierung

    Die Zelle: Baustein des Lebens > Biomembran und Kompartimentierung

    

    Die Zellmembran erfüllt zwei wichtige Funktionen. Zum einen bildet sie eine Barriere, die die wichtige Abgrenzung nach "außen" übernimmt, zum Anderen sorgt sie über Proteine für Austausch.1. Barriere= Lipiddoppelschicht bildet einen Schutzwall gegen die wässrige Umgebung "draussen" oder "drinnen" als Abgrenzung gegen ein anderes Zellkompartiment. Die Lipiddoppelschicht besteht aus sogennanten Phospholipiden. Daher übrigens der Name: Phospholipidmembran. Phospholipide ...

17. Aufbau der Biomembran

    Die Zelle: Baustein des Lebens > Biomembran und Kompartimentierung > Aufbau der Biomembran

    

    Das momentane Bild der Zellmembran ist eine Mischung aus unterschiedlichen Komponenten. Die Phospholipide zur Ausbildung einer fast komplett dichten Barriere, Proteine um eine Kommunikation und Interaktion von Aussen nach Innen zu ermöglichen.Gleichfalls ist die Membran kein symmetrisches Gebilde, die innere Hälfte beinhaltet zum Teil andere Proteine, als dies die Membranaussenseite tut. Die Oberfläche der Membran von Eukaryoten ist zu Kommunikationszwecken (Immunologie; Zell-Zell-Interaktion) ...

18. Flüssig-Mosaik-Modell

    Die Zelle: Baustein des Lebens > Biomembran und Kompartimentierung > Flüssig-Mosaik-Modell

    

    In der Doppelschicht aus Phospholipiden "schwimmen" die Proteine, welche die unterschiedlichsten Funktionen übernehmen. Proteine können die Membran durchspannen, nur aufgelagert oder nur auf einer Schicht der Lipiddoppelschicht zu finden sein. Die äussere Membranoberfläche ist bei tierischen Zellen meist mit Zuckermolekülen bedeckt.Eine eukaryotische Membran ist ca. 7 – 10 nm dick. Die Membran ist kein festes Konstrukt, sondern dauerhaft in Bewegung: Teile werden abgeschnürt, ...

19. Transportvorgänge in der Zellmembran

    Die Zelle: Baustein des Lebens > Biomembran und Kompartimentierung > Transportvorgänge in der Zellmembran

    

    Proteine sorgen für Austausch, Kommunikation und Transport. Im folgenden Kapitel werden die Transportmöglichkeiten durch die Zellmembran erläutert.Kleine Moleküle können mittels Diffusion durch die Membran treten (Kohlenstoffdioxid, Harnstoff,...).Diffusion: gleichmäßiges Ausbreiten von Teilchen aufgrund der thermischen Eigenbewegung(Beispiel: Parfümmoleküle in der Luft oder Farbmoleküle in Wasser)Beim Austausch von Flüssigkeitsmolekülen ...

20. Zusammenfassung: Die Zelle

    Die Zelle: Baustein des Lebens > Zusammenfassung: Die Zelle

    

    Die Zelle ist die kleinste Lebenseinheit aus der alle Organismen von der Pflanze bis zum Menschen aufgebaut sind. Jede einzelne Zelle verfügt über die Fähigkeit zu wachsen, sich fortzupflanzen, Stoffwechsel zu betreiben, auf Reize zu reagieren oder sich zu bewegen und erfüllt somit die Kennzeichen des Lebens. Chemische Bausteine der Zelle sind Kohlenhydrate, Proteine, Nukleinsäuren und Lipide. In der Zytologie werden zwei grundsätzliche Zelltypen unterschieden: die Prokaryoten, ...