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Einzeller – vielfältige komplexe Lebewesen 08:43 min

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Transkript Einzeller – vielfältige komplexe Lebewesen

Hallo, die meisten Lebewesen bestehen aus unzähligen Zellen mit den unterschiedlichsten Eigenschaften, Formen und Aufgaben. Ein erwachsener Mensch zum Beispiel besteht aus 100 Billionen Zellen, eine unvorstellbare Zahl. Demgegenüber steht die kleinste Einheit des Lebens, die Zelle. Einzeller bestehen, wie der Name schon sagt, aus einer einzigen Zelle. Deren Organellen müssen daher alle Funktionen abdecken, die sonst differenzierte Zellen oder gar Organe übernehmen. In diesem Video lernst du die Einzeller Amöbe, Paramecium und Euglena kennen. Wir werden uns Zellaufbau, Stoffwechsel, Fortbewegung, Reizbarkeit, Wachstum und Fortpflanzung anschauen und dabei die Begriffe Phago- und Pinocytose sowie Konjugation kennenlernen. Beginnen wir mit den Amöben. Diese Zellen haben keine feste Form, sondern stülpen an jeder beliebigen Stelle kleine Scheinfüßchen aus. Mit diesen Pseudopodien heften sich Amöben an den Untergrund und ziehen den restlichen Zellkörper nach. Durch Kontraktion der Mikrofilamente des Cytoskelettes strömt das Cytoplasma in die Füßchen und wird an anderer Stelle zurückgezogen. Das Cytoskelett kannst du dir wie ein feines Netz vorstellen, das sich durch die gesamte Zelle zieht. Da Amöben ständig ihre Form ändern, werden sie auch Wechseltiere genannt. Hier siehst du den Aufbau. Ein Zellkern wird vom trüben Endoplasma umgeben. Direkt unter der Zellmembran liegt das durchsichtige Ektoplasma. Da innerhalb der Amöbe mehr Moleküle gelöst sind als im Süßwasser, ist der osmotische Druck größer, sodass ständig Wasser eindringt. Eine pulsierende Vakuole pumpt rhythmisch Flüssigkeit aus dem Einzeller raus. Diese Organellen sind eine Nahrungs-Vakuole und Lysosomen, auf die kommen wir später zurück. Amöben können verschiedene Reize wahrnehmen, zum Beispiel Licht, Temperatur und chemische Reize. So unterscheiden sie zwischen anorganischem Untergrund und ihrer Nahrung. Algen, Pflanzenreste und kleinere Einzeller werden mit den Pseudopodien umschlossen und so aufgenommen. Diese Ernährung von organischem Material heißt heterotroph. Ab einer bestimmten Größe kommt es zur ungeschlechtlichen Fortpflanzung. Zuerst teilt sich der Zellkern, dann die gesamte Zelle. Zwei kleinere Tochterzellen entstehen, die bald die Größe der Mutterzelle erreichen. Bestimmt hast du schon einmal vom Pantoffeltierchen gehört, dem Paramecium. Mit 0,3 Millimeter Größe ist es ein bisschen kleiner und hat anders als Amöben eine feste Form und zwei oder mehr Zellkerne. Der äußere Kortex wird unter anderem durch längs und quer verlaufende Mikrotubuli-Bänder stabilisiert. Außerdem sitzen dort die Wimpern, auch Cilien genannt, die der Fortbewegung dienen. In rhythmischen Wellen erfolgen bis zu 50 Schläge pro Sekunde und lassen den Einzeller im Wasser vorwärts gleiten. Der Zellmund ist ebenfalls von Wimpern umgeben, diese strudeln Bakterien, die heterotrophe Nahrung der Paramecien, in die Mundhöhle. Reste werden über einen Zellafter ausgeschieden, überflüssiges Wasser, wie bei der Amöbe, mit Hilfe einer pulsierenden Vakuole und einem Porus hinausgepumpt. Vermutlich der Abwehr von Feinden dienen Proteinfäden, die explosionsartig aus den sogenannten Trichocysten ausgestoßen werden. Sowohl bei Amöben als auch bei Paramecien erfolgt die Nahrungsaufnahme über Phagocytose. Dabei werden feste Stoffe von der Zellmembran umschlossen und als Vakuole nach innen abgeschnürt. Bei der Aufnahme von Flüssigkeiten spricht man von Pinocytose. Die entstandenen Nahrungsvakuolen wandern nach innen, wo sie mit den bereits erwähnten Lysosomen verschmelzen. Diese enthalten alle Enzyme, die nötig sind, um Kohlenhydrate, Eiweiße und Fette aufzuspalten. Nährstoffe werden direkt ins Cytoplasma abgegeben, Reste von der Vakuole durch die Zellmembran nach außen transportiert. Das heißt Exocytose. Obwohl sich Paramecien auch ungeschlechtlich durch Querteilung vermehren, ist ihnen die geschlechtliche Fortpflanzung eigen, sie heißt Konjugation. Bei der wechselseitigen Befruchtung legen sich zwei dieser Einzeller nebeneinander und bilden eine Cytoplasmaverbindung aus. Jedes Pantoffeltierchen besitzt einen Großkern sowie einen diploiden Kleinkern mit zwei Chromosomensätzen. Durch Meiose teilen sich die Kleinkerne mehrfach, während die Großkerne aufgelöst werden. In jeder Zelle überleben nur zwei haploide Kleinkerne, mit jeweils einem Chromosomensatz. Je ein Kern wandert über die Plasmabrücke in das andere Paramecium und verschmilzt mit dem verbliebenen Kleinkern. Eine sexuelle Befruchtung hat stattgefunden, die Partner trennen sich und neue Großkerne werden gebildet. Kommen wir zu unserem letzten Beispiel, Euglena, dem Augentier. Wie Pflanzen betreibt Euglena Fotosynthese. Der Einzeller ernährt sich autotroph. Hier siehst du die dafür notwendigen Chloroplasten, den Zellkern, außerdem die Zellmembran, die pulsierende Vakuole und das Cytoplasma. Die gewonnene Energie wird im Paramylonkorn gespeichert. Ebenfalls besonders ist die einzelne Geißel, mit deren Schlägen sich Euglena fortbewegt. An einer Verdickung im Geißelsäckchen werden Lichtreize wahrgenommen. Der rote Augenfleck aus Fetttröpfchen schirmt das Licht ab, sodass der Einzeller die Richtung des Lichts lokalisieren kann. Um besser Fotosynthese betreiben zu können, bewegt sich Euglena auf das Licht zu. Ist keines vorhanden, kann der Einzeller auch heterotroph leben. Die Fortpflanzung erfolgt ungeschlechtlich durch Längsteilung. Fassen wir noch einmal zusammen: Als Beispiele für Einzeller haben wir Amöben, Paramecien und Euglena kennengelernt. Amöben bewegen und ernähren sich mit Hilfe von Pseudopodien und können ihre Form fast beliebig verändern. Wie Paramecien, sind sie heterotroph und können sich sowohl geschlechtlich als auch ungeschlechtlich fortpflanzen. Pantoffeltierchen haben eine feste Form und bewegen sich mit Wimpernschlägen fort. Phago- und Pinocytose finden nur am Zellmund, Exocytose nur am Zellafter statt. Bei der Konjugation werden haploide Kleinkerne ausgetauscht und verschmelzen im Partner mit einem vorhandenen Kern. Euglena pflanzt sich nur ungeschlechtlich fort und bewegt sich mit Hilfe einer einzelnen Geißel. Diese Einzeller leben bevorzugt autotroph, betreiben also Fotosynthese mit Chloroplasten. Eine Besonderheit ist der Augenfleck. Jetzt weißt du Bescheid über die Lebewesen, die nur aus einer einzigen Zelle bestehen. Tschüss und bis zum nächsten Mal!

9 Kommentare
  1. Default

    Super erklärt.
    Nur ohne richtige Einführung

    Von Owen P., vor mehr als einem Jahr
  2. Foto am 24.12.17 um 21.25  3

    seht gut beschrieben danke! :)

    Von Amelie01, vor mehr als 2 Jahren
  3. Default

    Super gut erklärt
    nice

    Von Betlem, vor mehr als 2 Jahren
  4. Serpil

    Hallo,
    du meinst wahrscheinlich Eukaryoten und Prokaryoten im Vergleich? Vielleicht hilft dir das folgende Video weiter. Hier werden strukturelle und funktionelle Gemeinsamkeiten und Unterschiede vorgestellt insbesondere in Bezug auf die Proteinbiosynthese:
    http://www.sofatutor.com/biologie/videos/proteinbiosynthese-vergleich-von-prokaryoten-und-eukaryoten
    Viel Spaß!
    LG

    Von Serpil Kilic, vor etwa 3 Jahren
  5. Default

    Kann man ein eigenes Video machen, indem man Eukalypten und Prokaryoten vergleicht und gegenüberstellt?

    Von Christaburger, vor etwa 3 Jahren
  1. Default

    Der Film war anschaulich und gut mitzuverfolgen. Danke!

    Von Tanya Elshorst, vor etwa 3 Jahren
  2. Serpil

    Hallo Kathrin,
    dieses Video wurde der Oberstufe zugeordnet. Es gibt auch Videos zum Thema Einzeller, die für die Unterstufe gedacht sind. In der Themenansicht kannst du die Klassenstufe und die dazugehörigen Videos ansehen und wählen!
    LG

    Von Serpil Kilic, vor mehr als 3 Jahren
  3. Default

    Für welche Klasse ist dieser Film?

    Von Kathrin Paulsen, vor mehr als 3 Jahren
  4. Default

    cool

    Von Xalei, vor mehr als 3 Jahren
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Einzeller – vielfältige komplexe Lebewesen Übung

Du möchtest dein gelerntes Wissen anwenden? Mit den Aufgaben zum Video Einzeller – vielfältige komplexe Lebewesen kannst du es wiederholen und üben.

  • Beschreibe den Ablauf der Phagocytose bis hin zur Exocytose am Beispiel der Amöbe.

    Tipps

    Lysosomen enthalten Verdauungsenzyme, die die Bestandteile in der Nahrungsvakuole spalten und so für die Zelle nutzbar machen können.

    Exocytose: Die Vorsilbe exo kommt aus dem Griechischen und bedeutet außen.

    Lösung

    Phagocytose beschreibt die Aufnahme fester Bestandteile in die Zelle. Werden flüssige Bestandteile aufgenommen, spricht man von Pinocytose.

    Die Phagocytose läuft wie folgt ab: Nahrungspartikel werden von den Pseudopodien (Scheinfüßchen) der Amöbe umschlossen und die Zellmembran wird als Vakuole nach innen abgeschnürt. Diese nun entstandene Nahrungsvakuole wandert in das Zellinnere, wo sie mit Lysosomen verschmilzt. Lysosomen enthalten Verdauungsenzyme, die die Nährstoffe (Kohlenhydrate, Fette, Eiweiße) aufspalten und so für die Zelle nutzbar machen. Die aufgespaltenen Nährstoffe werden in das Cytoplasma abgegeben und Reste der Vakuole nach außen transportiert. Dort verschmilzt die Vakuole mit der Zellmembran und gibt ihren Inhalt nach außen ab. Dieser Vorgang wird als Exocytose bezeichnet.

  • Definiere die Begriffe „autotroph“ und „heterotroph“.

    Tipps

    „Autotroph“ bedeutet sich selbst ernähren.

    Lösung

    Autotroph bedeutet sich selbst ernähren. Dazu sind nur Pflanzen in der Lage, die Fotosynthese betreiben können. Sie wandeln anorganische, energiearme Stoffe (also z. B. Wasser und Kohlenstoffdioxid) in organische, energiereiche Stoffe (z. B. Glucose) um. Dieser Vorgang benötigt Energie (bei der Fotosynthese in Form von Sonnenlicht).

    Heterotroph bedeutet so viel wie sich von anderen ernähren (heteros: fremd). Heterotrophe Organismen (z. B. Menschen und alle anderen Tiere) nehmen organische, energiereiche Stoffe auf und gewinnen daraus Energie.

  • Begründe, warum einzelne Zellen aus einem Zellverband allein nicht mehr lebensfähig sind – Einzeller dagegen schon.

    Tipps

    Eine Muskelzelle verfügt über besonders viele Mitochondrien, da sie im Muskel viel Energie bereitstellen muss.

    Nervenzellen sind stark differenziert und haben die Fähigkeit verloren, sich zu teilen.

    Lösung

    Im menschlichen Körper lassen sich viele verschiedenen Zell- und Gewebetypen finden. Daher haben sie im Vergleich zu Einzellern die Fähigkeit, allein lebensfähig zu sein, verloren. Sie haben sich stattdessen für eine Arbeitsteilung in einem Gewebe spezialisiert. Somit können sie nur im Gewebe effektiv arbeiten.

    Die Aussagen, dass sich Einzeller ausschließlich über Konjugation vermehren und Fotosynthese betreiben, sowie die Behauptung, Zellen von Vielzellern würden keine Zellatmung betreiben, treffen nicht zu.

  • Schildere den Prozess der Konjugation beim Pantoffeltierchen (Paramecium).

    Tipps

    Die Cytoplasmaverbindung (Plasmabrücke) entsteht, wenn zwei Pantoffeltierchen sehr nah aneinander liegen. Die Wimpern lösen sich an dieser Stelle auf.

    Achte auf die Farben: Wenn in einem Pantoffeltierchen sowohl grüne als auch orange Zellbestandteile zu finden sind, ist die Konjugation schon weit fortgeschritten.

    Lösung

    Bei der Konjugation, einer Form der geschlechtlichen Fortpflanzung, wie wir sie zum Beispiel beim Pantoffeltierchen vorfinden, wird eine Cytoplasmaverbindung (Plasmabrücke) gebildet, über die letztlich Erbgut zwischen zwei Pantoffeltierchen ausgetauscht werden kann.

    Bild 1: Ausgangslage: Die für die Konjugation relevanten Zellbestandteile sind der große und kleine Zellkern.

    Bild 2: Die Pantoffeltierchen liegen dicht nebeneinander, es bildet sich eine Cytoplasmaverbindung aus. Die Wimpern lösen sich in diesem Bereich auf.

    Bild 3: Durch Meiose teilen sich die diploiden Kleinkerne (mehrfach), im Anschluss liegt ein haploider Chromosomensatz vor. Die Großkerne lösen sich auf.

    Bild 4: Von den zwei Kleinkernen, die nach der Meiose bei jedem Pantoffeltierchen überleben, wird jeweils einer über die Plasmabrücke ausgetauscht.

    Bild 5: Die haploiden Kleinkerne sind ausgetauscht und verschmelzen miteinander. Eine sexuelle Befruchtung hat stattgefunden.

    Bild 6: Die Cytoplasmaverbindung wird gelöst und der Großkern jeweils neu gebildet.

  • Vergleiche die Einzeller Amöbe, Pantoffeltierchen und Euglena miteinander.

    Tipps

    Während der Konjugation findet eine sexuelle Befruchtung statt.

    Eine heterotrophe Ernährungsweise liegt vor, wenn sich der Organismus von organischem Material (z. B. Algen, Bakterien) ernährt.

    Ernährt sich der Organismus von anorganischen Stoffen (z. B. über den Prozess der Fotosynthese), wird die Ernährungsweise autotroph genannt.

    Lösung

    Die Amöbe (Wechseltierchen) besitzt keine feste Form. Dies hilft bei der Fortbewegung. Während sich Pantoffeltierchen mit Wimpern bzw. Cilien fortbewegen, bilden Amöben sogenannte Scheinfüßchen (Pseudopodien) aus. Neben der Fortbewegung dienen sie auch der Aufnahme von Nahrung, wie z. B. Algen. Man beschreibt ihre Ernährung als heterotroph. Amöben sind in der Lage, verschiedene Reize wahrzunehmen, so beispielsweise Licht und Temperatur. Außerdem pflanzen sie sich ungeschlechtlich fort. Nachdem sich erst der Zellkern und dann die gesamte Zelle teilt, sind zwei Tochterzellen entstanden.

    Das Pantoffeltierchen (Paramecium) hat eine feste Form und pflanzt sich geschlechtlich fort. Diesen Vorgang nennt man Konjugation. Dabei bilden zwei Pantoffeltierchen eine Plasmabrücke aus und tauschen darüber jeweils einen haploiden Kleinkern aus (der aus Meioseteilungen entstanden ist). Dieser verschmilzt mit dem übrig geblieben Kleinkern.

    Das Augentierchen (Euglena) betreibt Fotosynthese, weshalb ihre Ernährungsweise autotroph ist – zumindest, solange ausreichend Licht zur Verfügung steht. Der rote Augenfleck hilft dabei, Licht wahrzunehmen und ist eine Besonderheit unter den Einzellern. Eine einzelne Geißel dient dem Einzeller zur Fortbewegung.

    Allen drei Einzellern gemein ist die pulsierende Vakuole. Da in der Zelle mehr Moleküle gelöst sind als außerhalb, pumpt die Vakuole stetig Wasser aus der Zelle.

  • Erkläre die Notwendigkeit der pulsierenden Vakuole in den Einzellern.

    Tipps

    Die pulsierende Vakuole dient keinem Einzeller zur Fortbewegung.

    Auch der Stoffwechsel wird von der pulsierenden Vakuole nicht beeinflusst.

    Wird Blut mit Wasser verdünnt, platzen die roten Blutkörperchen.

    Lösung

    Die pulsierende Vakuole ist unermüdlich dabei, Wasser aus dem Einzeller zu pumpen. Würde sie das nicht tun, wäre der Druck innerhalb der Zelle bald zu groß und die Zellmembran würde platzen. Grund dafür ist der osmotische Druck, der auf die Zelle wirkt.

    Der osmotische Druck kann auf drei verschiedene Weisen beschrieben werden: isotonisch (auf beiden Seiten der Membran sind gleich viele gelöste Teilchen), hypotonisch (auf einer Membranseite ist die Konzentration gelöster Teilchen niedriger als auf der anderen Seite) und hypertonisch (auf einer Membranseite ist die Konzentration gelöster Teilchen höher als auf der anderen Seite).

    Wasser fließt aus einer hypotonischen immer in eine hypertonische Lösung. Demnach ist in unserem Beispiel das Innere des Einzellers hypertonisch und das Außenmedium (z. B. das umgebene Süßwasser) hypotonisch.