Zytologie

Das Kapitel Organisationsebenen des Lebens in unserem Online-Kurs Zytologie besteht aus folgenden Inhalten:

  1. Organisationsebenen des Lebens
    Dieser Text ist als Beispielinhalt frei zugänglich!
    Organisationsebenen des Lebens
    Vom Atom zur ZelleAtome, Moleküle und Makromoleküle:Moleküle bestehen aus Atomen und können wiederum in Makromolekülen organisiert sein.Zellorganellen:Organisation von Makromolekülen zu einzelnen ReaktionsräumenZelle:Kombination von Zellorganellen, durch Plasmamembran begrenztVon der Zelle zum OrganismusGewebe:Geordnete Ansammlung von ähnlichen Zellen mit koordinierter FunktionOrgane:Bestehen aus mehreren Geweben, die im Zusammenspiel funktionierenOrgansystem:Mehrere ...
  2. Die Zelle als offenes System
    Organisationsebenen des Lebens > Die Zelle als offenes System
    Adenosintrophsophat
    Die Zelle wird im Allgemeinen aus thermodynamischer Sicht als offenes System bezeichnet. Das offene System betreibt mit seiner Umgebung Stoffaustausch und Energieaustausch.In dem System Zelle werden ständig Produkte entzogen und notwendige Edukte zugeführt. Durch den ständigen Zufluss bzw. Abfluss von Molekülen und damit Energie kann sich kein chemisches Gleichgewicht einstellen. Erst mit dem Tode kommt dieser Prozess zum Stillstand.Zelle: offen für Energie- und StoffaustauschATP ...
  3. Zellzyklus, Zellwachstum und Zellteilung
    Organisationsebenen des Lebens > Zellzyklus, Zellwachstum und Zellteilung
    Zellteilungszyklus
    Sinnvoll ist es, die Betrachtung des Zellzyklus in der S-Phase zu beginnen. S steht für Synthese. In diesem Abschnitt des Zellzyklus findet die Verdopplung des Erbgutes statt: aus 1CC sind am Ende der S-Phase 2CC geworden.Die DNA wird repliziert - der Informationsgehalt jedoch bleibt gleich.In der G2-Phase wird nochmals überprüft, ob das neue DNA-Material tatsächlich korrekt verdoppelt wurde. Ist dies der Fall, startet die Zelle den eigentlichen Teilungsprozess.Zellteilungszyklus: ...
  4. Mitose
    Organisationsebenen des Lebens > Zellzyklus, Zellwachstum und Zellteilung > Mitose
    Vorgnge der Mitose
    Vorgänge des ZellteilungsprozessesProphase: Das DNA-Material wird kondensiert/verdichtetMetaphase: Die DNA ist auf Grund ihrer hohen Dichte im Lichtmikroskop sichtbar. Aufnahmen, die von Chromosomen zu sehen sind, stammen meist aus der Zwiebel. Die Chromosomenpaare lagern sich innerhalb der Zelle in der Äquatorialebene an, also an der Mittellinie der Zelle. In einer menschlichen Zelle sind 23 Paare in Form eines 2CC zu finden!Anaphase: Jeweils ein Chromatid des 2CC wird zum jeweiligen Pol ...
  5. Meiose
    Organisationsebenen des Lebens > Zellzyklus, Zellwachstum und Zellteilung > Meiose
    Meiose
    Aufgabe der Meiose ist es, die Keimbahnzellen zu erzeugen, also diejenigen Zellen, die zur Fortpflanzung benötigt werden: Eizellen bzw. Spermien. Im Gegensatz zur Mitose erzeugt die Meiose also keine identische, lebensfähige Tochterzelle, sondern eine Keimzelle mit halbem Chromosomensatz, die sich mit einer anderen Keimzelle kombinieren kann. Die Meiose ist einer der wichtigsten evolutionäre Schritte von einer Welt voller Einzeller zur heutigen Vielfalt an Lebensformen.Meiose steht ...
  6. Onkologie - Unsterbliche Zellen
    Organisationsebenen des Lebens > Zellzyklus, Zellwachstum und Zellteilung > Onkologie - Unsterbliche Zellen
    Krebs ist nicht gleich Krebs. Im sozialen Kontext wird Krebs stets als negativ wucherndes Gewebe gesehen, allerdings ist dem nicht immer so. Im Allgemeinen wird eine Umfangsvermehrung auf Basis einer unkontrollierten Zellteilung als Tumor bezeichnet. Die Unterscheidung zwischen bösartig (maligne) und gutartig (benigne) kann nur durch eine Biopsie erfolgen.Die unkontrollierte Zellteilung kann dadurch erfolgen, dass Gene, die Zellzyklusphasen kontrollieren, fehlgesteuert sind oder ausfallen oder ...
  7. Vom Einzeller zum Mehrzeller
    Organisationsebenen des Lebens > Vom Einzeller zum Mehrzeller
    Einzeller:Einzeller sind Organismen, die nur aus einer einzigen funktionsfähigen Zelle bestehen. Man fasst unter diesen Begriff Prokaryoten, aber auch Protisten, einzellige Pflanzen und Pilze zusammen.Mehrzeller:Mehrzeller sind Organismen, die aus mehr als einer funktionsfähigen Zelle bestehen, wobei es durch Spezialisierung und Differenzierung zur Aufgabenteilung und Kooperation kommt. Damit ist eine Zunahme der Komplexität verbunden.Zentrale Frage: Wie wurden aus Einzellern unsere ...
  8. Beispiele: Vom Einzeller zum Mehrzeller
    Organisationsebenen des Lebens > Vom Einzeller zum Mehrzeller > Beispiele: Vom Einzeller zum Mehrzeller
    Vom Einzeller zum Vielzeller. Ausgeehend von der einzelligen Grnalge Chlamydomonas kann eine Entwicklung zum Vielzeller beobachtet werden. Gonium bildet eine lockere Zusammenlagerung von einzelnen Zellen, die von einer gemeinsamen Gallerte umgeben sind. Volvox hingegen ist ein geordetes Konstrukt aus Einzelzellen, die alle ber Plasmabrcken miteinander verbunden sind. In Volvox zeigt sich ebenso eine Differenzierung der Zellen aus. Neben den normalen ?Krperzellen? gibt es hier bereits ?Keimzellen?, welche fr die Ausbildung der Tochterkugeln verantwortlich sind. Der Preis fr die Vielzelligkeit scheint die Sterblichkeit der Volvox-Krperzellen!
    Im folgenden Abschnitt behandeln wir einige Beispiele primitiver Mehrzeller.ChlamydomonasEinfache mikroskopische Beobachtungen von Süßwasserproben können Einblick  in die Entwicklung der Vielzeller geben.In Teich- oder Tümpelwasser finden sich kleine, etwa 20 µm große grüne Kugeln: die Grünalge Chlamydomonas. Chlamydomos betreibt Fotosynthese, hat Geißeln zur aktiven Bewegung und einen sogenannten Augenfleck um Licht wahrzunehmen. Chlamydomonas ...
  9. Entwicklungsbiologie
    Organisationsebenen des Lebens > Entwicklungsbiologie
    ? Geschlechtliche Fortpflanzung o Paarweises Verschmelzen bestimmter Fortpflanzungszellen (Gameten, Keimzellen) zu einer gemeinsamen Zelle (Zygote) o Erbgut in der Regel nicht identisch o Zygote besitzt doppelten Chromosomensatz (diploid), die Gameten den einfachen (haploiden) Chromosomensatz ? Isogamie ? Verschmelzen zweier gleich groer Gameten ? beide beweglich ? Anisogamie ? Gameten sind ungleich gro ? beide beweglich ? Oogamie ? Groer, unbeweglicher Gamet (Eizelle) wird von kleinem, beweglichem Gameten (Spermium) befruchtet ? evtl. Lockstoffe  ? Ungeschlechtliche Fortpflanzung o aus einem Organismus gebildet o genetisch identische Nachkommen o z.B. bei Vielzellern aus besonderen Fortpflanzungszellen wie den Sporen (Mito-Sporen) o z.B. Regeneration bei Pflanzenzellen  ? Parthenogenese o Eizellen, die sich ohne Verschmelzung mit einem Spermium entwickeln knnen o Spezialfall der geschlechtlichen Fortpflanzung ? Bsp.: Bienen
    Soll sich ein Organismus entwickeln, muss eine Fortpflanzung vorausgegangen sein. Diese kann sowohl geschlechtlich als auch ungeschlechtlich erfolgen.Links: geschlechtliche Fortpflanzung: Das Verschmelzen der beiden unterschiedlichen Keimzellen führt zu einer Durchmischung des genetischen Materials und einer neuen Kombination.Rechts: ungeschlechtliche Fortpflanzung: Genetisch identische Nachkommen werden erzeugt.Geschlechtliche FortpflanzungPaarweises Verschmelzen bestimmter Fortpflanzungszellen ...
  10. Ontogenese
    Organisationsebenen des Lebens > Entwicklungsbiologie > Ontogenese
    Die Ontogenese oder Entwicklungsbiologie beschreibt und erklärt die Vorgänge der Entwicklung ausgehend von der Bildung der Fortpflanzungszellen bis zum erwachsenen Organismus und schließlich dessen Tod.Ontogenese = beschäftigt sich mit der Entwicklung eines Individuum einer Art.Phylogenese = beschäftigt sich mit der stammesgeschichtlichen Entwicklung einer Art.Ein faszinierender Prozess, der den Start eines neuen Lebewesens beschreibt, äußerst komplex und nicht ...
  11. Embryonalentwicklung
    Organisationsebenen des Lebens > Entwicklungsbiologie > Embryonalentwicklung
    Dotterverteilung
    In diesem Abschnitt werfen wir einen generellen Blick auf die Embryonalentwicklung von Organismen. Unabhängig davon ob es sich um Säugetiere, Insekten oder Vögel handelt kann die Embryonalentwicklung in vier Abschnitte gegliedert werden:Furchung,Keimblattbildung,Organbildung undhistologische DifferenzierungVon der Zygote zum OrganismusDas Bild zeigt den Entwicklungsprozess von Zygote (=befruchtete Eizelle) zu einem kompletten Organismus am Beispiel des Seesterns. Nach der Befruchtung ...
  12. Furchungsprozesse
    Organisationsebenen des Lebens > Entwicklungsbiologie > Embryonalentwicklung > Furchungsprozesse
    Dotter - Furchungsprozesse
    Nun zu den eigentlichen Furchungsprozessen.Als Furchung bezeichnet man die mitotische Teilung der Zygote in mehrere abgeschnürte Zellen -  dabei entsteht die sogenannte Morula.Morula: abgeleitet von Maulbeere oder Maulbeergewächs (Moraeceae), einer Frucht ähnlich einer Brombeere, aber mit deutlich mehr Unterteilungen.Wie bereits erwähnt werden je nach Eityp bzw. der vorhandenen Dottermeng verschiedene Furchungstypen unterschieden.Beim Vorgang der Furchung steigt anfangs nur ...
  13. Fortpflanzung und Embryonalentwicklung beim Menschen
    Organisationsebenen des Lebens > Entwicklungsbiologie > Fortpflanzung und Embryonalentwicklung beim Menschen
    Bau der Geschlechtszellenweibliche Keimdrüsen: Eierstöcke, Ovarienweibliche Geschlechtszellen: Eizelle: Durchmesser von ca. 0,2 mm (mit bloßem Auge sichtbar; dotterlos, da Entwicklung im geschützten Mutterleib erfolgt)männliche Keimdrüsen: Hodenmännliche Geschlechtszellen: Spermium ca. 200.000-fach kleineres VolumenSpermium besteht aus einem Kopfstück (enthält DNA und Akrosom), einem Mittelstück mit Mitochondrien und einer Geißel zur Fortbewegung.Das ...
  14. Stammzellen, Determinierung und Differenzierungsvorgänge
    Organisationsebenen des Lebens > Stammzellen, Determinierung und Differenzierungsvorgänge
    Ziel der Stammzellforschung ist es, Zellen zur Reparatur geschädigter oder erkrankter Organe zur Verfügung zu stellen. Doch zunächst stehen einige Fragen im Raum:Was sind Stammzellen (SZ) überhaupt?Woher kommen sie?Welche Fähigkeiten besitzen sie?Wichtige Begriffe aus der Biomedizin: Determinierung => Festlegung Differenzierung => UnterscheidungStammzellen – ganz besondere Zellen!Die Idee der Stammzellforschung ist es, Zellmaterial zu erzeugen, das die Fähigkeit ...
  15. Embryonale und adulte Stammzellen
    Organisationsebenen des Lebens > Stammzellen, Determinierung und Differenzierungsvorgänge > Embryonale und adulte Stammzellen
    Embryonale Stammzellen (ES-Zellen)Der Embryo entsteht durch Befruchtung einer Eizelle. Die DNA-Informationen von Mutter und Vater werden vereinigt und eine rasche Folge von Zellteilungen beginnt. Bis zu einem Stadium von acht Zellen besitzt jede dieser Zellen die Fähigkeit, zu einem ganzen Menschen heranzuwachsen. Würden die Zellen in diesem Stadium voneinander getrennt, wäre es möglich, 8 identische Menschen zu erzeugen (Klone). Beginnen Entwicklungsvorgänge wie Blastulation ...
  16. Differenzierung von Stammzellen
    Organisationsebenen des Lebens > Stammzellen, Determinierung und Differenzierungsvorgänge > Embryonale und adulte Stammzellen > Differenzierung von Stammzellen
    So transportieren Erythrozyten z.B. Sauerstoff. Das bentigte Genprodukt ist das -Globin, als Bestandteil des Hmoglobinproteins. Sowohl der Zellkern der Nervenzelle als auch der Zellkern der sich entwickelnden Blutzelle besitzen dieses Gen. Durch DNA-Hybridisierung ist es in beiden Zellen nachzuweisen. Die mRNA des -Globins (und damit das Protein als GenprSo transportieren Erythrozyten z.B. Sauerstoff. Das bentigte Genprodukt ist das -Globin, als Bestandteil des Hmoglobinproteins. Sowohl der Zellkern der Nervenzelle als auch der Zellkern der sich entwickelnden Blutzelle besitzen dieses Gen. Durch DNA-Hybridisierung ist es in beiden Zellen nachzuweisen. Die mRNA des -Globins (und damit das Protein als Genprodukt) findet sich hingegen nur in den Blutzellen!
    Was bestimmt die Differenzierung?Jeder Zellkern enthält die identische DNA-Information.Diese Information ist totipotent! (→ Kerntotipotenz).Dennoch unterscheiden sich Körperzellen in ihrer Struktur, Funktion, Anatomie, Lebensdauer etc.Ein Experiment an Mäusen zeigt Folgendes:Verpflanzt man Knochenmarkstammzellen in das Gehirn einer Maus, resultiert daraus die Entwicklung von Nervengewebe! Die umgebenden Zellen beeinflussen die Knochenmarkzellen in der Art und Weise ihrer Zelldifferenzierung!Experimente ...
  17. Beispiel: Genexpression bei Fruchtfliegen
    Organisationsebenen des Lebens > Stammzellen, Determinierung und Differenzierungsvorgänge > Embryonale und adulte Stammzellen > Beispiel: Genexpression bei Fruchtfliegen
    Wie die Genexpression in unterschiedlichen Phasen der Entwicklung gesteuert wird, zeigen die Ergebnisse ausführlicher Untersuchungen an der Fruchtfliege Drosophila.Insektenkörper sind deutlich segmentiert. Diese Unterteilung in Abschnitte (Segmentierung) wird schon früh in der Embryonalentwicklung festgelegt. Ursache dieser Festlegung ist die differenzielle Genexpression.Bereits im Drosophila-Ei sind solche Faktoren vorgegeben (Maternaleffektgene). So unterliegt der Embryo einem mütterlichen ...
  18. Kerntransplantation: Therapeutisches Klonen
    Organisationsebenen des Lebens > Stammzellen, Determinierung und Differenzierungsvorgänge > Embryonale und adulte Stammzellen > Kerntransplantation: Therapeutisches Klonen
    Dolly
    Herstellen einer künstlichen Zygote aus Eizelle und Körperzelle eines PatientenBlastozysten werden embryonalen Stammzellen entnommenEntwickeln von gewünschtem Gewebe möglichethisch umstritten, da die embryonale Stammzelle bereits als schützenswertes Leben angesehen wird!Reproduktionstechnik:Klonen eines Säugetiers am Beispiel des Klonschafs Dolly. Benötigt wird ein „Geberschaf“, das ausdifferenzierte Körperzellen zur Verfügung stellt.Interessant ...
  19. In Vitro Fertilisation und PID
    Organisationsebenen des Lebens > Stammzellen, Determinierung und Differenzierungsvorgänge > Embryonale und adulte Stammzellen > In Vitro Fertilisation und PID
    Für eine IVF (künstliche Befruchtung) werden Spermien und Eizelle einfach in einer Petrischale zusammengegeben. Ein Spermium befruchtet dann "selbstständig" die Eizelle, ohne weiteren Eingriff von außen.Dieser Vorgang findet in einer Petrischale unter dem Mikroskop durch eine fachkundige Person statt, also im Glas = in vitro. Die entstandene Zygote wird zumeist im 8-Zell-Stadium in die Mutter transferiert. In-vitro-Fertilisation = Im-Glas-BefruchtungGründe für ...
Zytologie
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