30 Tage testen: Mehr Spaß am Lernen.
30 Tage risikofrei testen

Überzeugen Sie sich von der Qualität unserer Inhalte.

30 Tage risikofrei testen

Die Zelle

Alles Lebendige besitzt einen von der Außenwelt getrennten Stoffwechsel und kann sich vermehren und seine Erbinformationen weitergeben. Die kleinste Einheit die dazu fähig ist, ist die Zelle. Dazu besteht jedes Lebewesen aus mindestens einer Zelle und damit ist sie auch die Grundeinheit des Lebens.

Bau der Zelle

Nach außen schützt eine Membran das Innere der Zelle. Gefüllt ist sie mit Cytoplasma und in ihm schwimmen die verschiedenen Zellorganellen. Das Cytoplasma dient dabei dem Schutz der Organellen und ermöglicht den Transport von wichtigen Molekülen durch die Zellen. Zellorganellen erfüllen alle eine spezifische Funktion, die dazu dient die Zelle zu erhalten oder sich durch Zellteilung zu vermehren. Die Erbinformationen sind im Zellkern gespeichert. Sie liegen als Chromosomen aus DNA vor und können abgelesen und in Proteine übersetzt werden. Verlässt so eine abgelesen DNA Nachricht die Zelle, trifft sie auf Ribosomen, an denen sie in Proteine übersetzt wird. Die Ribosomen sitzen häufig am rauen endoplasmatischen Reticulum. Hier dienen die Ribosomen als eine Art Packstation für die frischen Proteine. Oft werden diese Proteine von hier aus, mithilfe eines Transportvesikels in den Golgi-Apparat transportiert. Hier erhalten sie ihre endgültige Form. Auf der Oberfläche des glatten endoplasmatischen Reticulums sitzen übrigens keine Ribosomen. Die Energie für diese Vorgänge wird in den Mitochondrien gewonnen. Sie können als Kraftwerke der Zelle betrachtet werden, denn sie gewinnen aus Zucker Energie und speichern diese in ATP. All diese Organellen befinden sich in unterschiedlicher Anzahl in jeder Zelle.

Tierzelle3.jpg

Vergleicht man eine Pflanzenzelle mit einer Tierzelle, fallen noch zusätzliche Organellen auf. Eine Pflanzenzelle ist zusätzlich zu der Membran noch von einer Zellwand geschützt. Sie besteht aus Cellulose und ist besonders stabil, in deren Membran sich Chlorophyll-Moleküle, die für die grüne Farbe von Pflanzen verantwortlich sind. In Chlorplasten findet zudem die Photosynthese statt.Chloroplasten und Mitrochondrien sind Plastiden die durch Endosymbiose entstanden sind. In Pflanzenzellen findet man außerdem Vakuolen. Sie dienen der Regulation von osmotischen Unterschieden und verdauen Abfallstoffe aus dem Inneren der Zelle.

Pflanzenzelle.jpg

Funktion und Aufbau von Biomembranen

Durch Biomembranen entsteht innerhalb der Zelle ein abgeschlossener Reaktionsraum und auch die Organellen werden durch solche Membranen vom Cytoplasma getrennt. Der Grundbau einer Biomembran besteht aus zwei Schichten von Phospholipiden, wobei jeweils eine hydrophone Kopfgruppe nach außen und eine hydrophobe Schwanzgruppe in das Innere der Membran orientiert ist. Auf diese Weise wird eine Membran gebildet, die für große Moleküle nicht passierbar ist. Für kleine Moleküle, wie zum Beispiel Wasser, ist sie allerdings durchlässig. Deshalb bezeichnet man eine Biomembran auch als semipermeable (halbdurchlässige) Membran. Der Transport größerer Moleküle, wie Proteine oder Kohlenhydrate, geschieht durch Kanalproteine, die in die Membran eingelassen sind. Auf der Außenseite der Membran findet man auch Membrankohlenhydrate, welche unterschiedliche Funktionen besitzen. Wie genau Proteine und Kohlenhydrate in oder an der Membran verankert sind, war Gegenstand verschiedenster Modellvorstellungen.

Modellvorstellungen

Man ging zunächst von dem Sandwich-Modell aus. Demnach ist die Membran von einer festen Proteinschicht umgeben. Allerdings fanden Wissenschaftler durch Färbungsexperimente heraus, dass sich Proteine in der Membran bewegen und widerlegten damit das geltende Modell. Heute geht man daher vom Flüssig-Mosaik-Modell aus. Die Proteine durchdringen die Membran ganz, oder nur teilweise. Diese Proteine bleiben aber nicht an ihrer Stelle sondern schwimmen frei beweglich durch die doppelte Phospholipidschicht. Ein weiterer wichtiger Bestandteil von Biomembranen sind Zell-Zell-Verbindungen die entweder vollständig oder teilweise in die Membran integriert sind. Sie bestehen aus Proteinen und verankern Zellen miteinander, oder dienen sogar dem Transport von einer Zelle in die anderen, wie zum Beispiel die Plasmodesmen der Pflanzenzellen.

lipiddoppelschicht_Rezeptor_und_Tunnelprotein.jpg

Stofftransport an der Biomembran

Wie du schon weißt, können kleine Moleküle die Membran passieren. Der Transport kleiner und großer Moleküle wird von der Zelle gesteuert. Dazu hat sie zwei Möglichkeiten, den aktiven und passiven Stofftransport. Beim passiven Transport, gelangen Stoffe aufgrund von Konzentrationsgefällen in die Zelle oder heraus. Über Membrankanäle aus Proteinen können auch größere Moleküle die Membran passieren. Beim aktiven Transport werden dagegen Moleküle durch Membranproteine, unter Energieverbrauch durch die Membran gebracht. Beide Transportformen sind miteinander gekoppelt. Zum Beispiel kann durch den aktiven Transport ein Konzentrationsgefälle aufgebaut werden, welches dann einen passiven Transport auslöst. Eine weitere Möglichkeit zum Transport in oder aus der Zelle ist die Endo- oder Exocytose. Bei der Endocytose wird ein Stoff von außen in einem Teil der Biomembran nach innen abgeschnürt. Dieser Abschnitt löst sich von dem Rest der Membran und liegt nun in der Zelle als Vesikel vor, welches den Stoff beinhaltet. Bei der Exocytose verschmelzen diese Vesikel mit der eigentlichen Biomembran und geben den Stoff auf diese Weise wieder nach außen ab.

Videos und Übungen in Aufbau und Funktion von Zellen - Oberstufe

12 Videos

Arbeitsblätter zum Ausdrucken zum Thema Aufbau und Funktion von Zellen - Oberstufe

Vorschaubild Biomembran – historische und aktuelle Modellvostellungen Anzeigen Herunterladen
17143 feinbau der biomembran nummern Biomembran – Bedeutung für die Zelle Anzeigen Herunterladen
Vlcsnap 2012 04 19 09h33m33s75 Biomembran – passive und aktive Transportvorgänge Anzeigen Herunterladen
Vorschaubild Stofftransport an der Biomembran – Endocytose, Exocytose, Membranfluss Anzeigen Herunterladen
1259 Zelle – Grundeinheit des Lebendigen Anzeigen Herunterladen
9 Vergleich Tierzelle und Pflanzenzelle Anzeigen Herunterladen
Vorschaubild Prokaryoten – Bau und Lebensweise Anzeigen Herunterladen
8276d41a8456e6ade533b4a4b12eab85 1 Endosymbiontentheorie – Entstehung der Chloroplasten und Mitochondrien Anzeigen Herunterladen
15142 einzeller.standbild001 Einzeller – vielfältige komplexe Lebewesen Anzeigen Herunterladen
17888 die kugelalge volvox  titelbild Kugelalge Volvox – Entstehung von Vielzellern Anzeigen Herunterladen
17141 zelldifferenzierung und gewebe.vorschaubild Zelldifferenzierung und Gewebe Anzeigen Herunterladen