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Prokaryoten – Bau und Lebensweise

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Rapunzel
Prokaryoten – Bau und Lebensweise
lernst du in der 11. Klasse - 12. Klasse - 13. Klasse

Grundlagen zum Thema Prokaryoten – Bau und Lebensweise

Inhalt

Prokaryoten – Biologie

Lebewesen lassen sich unter anderem in Prokaryoten und Eukaryoten unterteilen. Im Folgenden soll es um die Fragen gehen, was Prokaryoten sind und was sie von den Eukaryoten unterscheidet.

Definition von Prokaryoten

Prokaryoten sind Lebewesen ohne echten Zellkern. Zu ihnen gehören Bakterien und Archaeen.

Vergleich von Prokaryoten und Eukaryoten

In der folgenden Tabelle sind die Unterschiede und Gemeinsamkeiten der Prokaryoten und Eukaryoten aufgeführt.

Prokaryoten Eukaryoten
Zellwand vorhanden, aus Peptidoglycanen vorhanden bei Pflanzenzellen und Pilzen, aus anderen Bestandteilen
Zellorganellen keine membranbegrenzten Zellorganellen vorhanden
Ribosomen klein, 70 S-Ribosomen groß, 80 S-Ribosomen
Erbgut ringförmiges Chromosom, Plasmide längliche Chromosomen im Zellkern
Zellkern nicht vorhanden vorhanden
Vertreter Bakterien, Archaeen Tiere, Pflanzen, Pilze

Bau von Prokaryoten

In der Abbildung siehst du den Aufbau einer prokaryotischen Zelle. Aufbau einer prokaryotischen Zelle

Die Zellen sind umgeben von einer Zellwand und der darunter liegenden Zellmembran. Im Inneren der Zelle – im Zytoplasma – befinden sich die Ribosomen. Das Erbgut liegt in Form von chromosomaler DNA und in Form von Plasmiden frei im Zytoplasma vor. Plasmide sind kleine DNA-Ringe, die zusätzliche Erbinformationen enthalten und sich unabhängig vom Bakterienchromosom teilen können. Durch die Plasmide gelingt es Bakterien beispielsweise, Resistenzen gegen Antibiotika zu entwickeln. Außerdem können die Plasmide über Zytoplasmabrücken (F-Pili) von einem Bakterium auf ein anderes übertragen werden (Konjugation).

Lebensweise von Prokaryoten

Prokaryoten können auf Pflanzen, im Boden oder in und auf Tieren wachsen. Ihre Lebensweise ist also sehr unterschiedlich. Je nach der Form der Energiegewinnung werden drei Arten von Prokaryoten unterschieden.

  • Chemoorganotrophe Prokaryoten gewinnen ihre Energie aus Kohlenstoffverbindungen (z. B. Glucose, Lactose, Stärke).
  • Chemolithotrophe Prokaryoten gewinnen ihre Energie aus anorganischem Material (z. B. Wasserstoff, Sulfat, Schwefelwasserstoff).
  • Phototrophe Prokaryoten gewinnen ihre Energie aus Licht.

Beispiele für Prokaryoten

Cyanobakterien, früher auch Blaualgen genannt, gehören zu den phototrophen Prokaryoten und leben in Süßgewässern. Sie bilden lange Ketten und vermehren sich bei hohen Temperaturen sprunghaft. Dadurch kommt es zu einer Trübung des Wassers.

Archaeen sind häufig an extreme Standorte angepasst, zum Beispiel Orte mit einer sehr hohen Temperatur oder einem hohen Salzgehalt. Manche Archaeen können ohne Sauerstoff leben. In der Biologie bezeichnet man diese Form des Stoffwechsels als anaerob. Es gibt aber auch aerob (mit Sauerstoff) lebende Archaeen.

Aufgaben von Prokaryoten

Prokaryoten können aus unserer Sicht sowohl Nutzen als auch Schaden anrichten. Sie helfen beispielsweise Wiederkäuern, Zellulose zu verdauen, und sind essenziell für die Herstellung von Käse aus Milch. Doch es gibt auch krankheitserregende Prokaryoten, zum Beispiel enterohämorrhagische Escherichia coli, kurz EHEC.

Dieses Video

Was sind Prokaryoten? Beispiele und eine Definition für Prokaryoten findest du in diesem Video. Außerdem lernst du den Aufbau von Prokaryoten kennen. Abschließend kannst du mit unseren Übungsaufgaben und Arbeitsblättern dein Wissen festigen.

Transkript Prokaryoten – Bau und Lebensweise

Hallo. Ich bin Julia und in diesem Film geht es um Prokaryoten und Viren. Du solltest den Grundaufbau der Zelle bereits kennen. Prokaryoten sind alle Lebewesen, die keinen echten Zellkern besitzen. Dazu gehören Bakterien und Archaeen. Archaeen sind Bakterien sehr ähnlich und lassen sich nur durch ihre Ribosomen von Bakterien unterscheiden. Alle anderen Lebewesen - also alle Pflanzen, Tiere und Pilze - haben einen echten Zellkern. Sie sind Eukaryoten. Weitere Eigenschaften von prokaryotischen und eukaryotischen Zellen im Vergleich: Die meisten Prokaryoten haben eine Zellwand aus Peptidoglycanen. Auch Pflanzenzellen haben Zellwände, sie sind allerdings anders aufgebaut. Prokaryoten haben im Gegensatz zu Eukaryoten keine Zellorganellen. Sowohl Prokaryoten als auch Eukaryoten besitzen Ribosomen, die allerdings unterschiedlich groß sind. Das Erbgut von Prokaryoten liegt als ringförmiges Chromosom vor. Die DNA von Eukaryoten ist in länglichen Chromosomen im Zellkern organisiert. Prokaryoten können Plasmide besitzen. Hier noch einmal die Bestandteile einer prokaryotischen Zelle im Bild. Zellwand, chromosomale DNA, Ribosom, Zellmembran, Cytoplasma, Plasmid. Plasmide sind kleine DNA-Ringe, die sich unabhängig vom Bakterienchromosom teilen können und häufig wichtige zusätzliche Erbinformationen enthalten. Mit ihrer Hilfe können die Bakterien zum Beispiel Resistenzen gegen Antibiotika entwickeln. Die Plasmide können von einem Bakterium auf ein anderes übertragen werden. Dazu legen sich die Bakterien aneinander und es bildet sich eine Zytoplasmabrücke. Diese Verbindung bezeichnet man als F-Pili oder Sex-Pili. Durch die Pili werden ein Plasmid oder mehrere auf das andere Bakterium übertragen. Diesen Vorgang bezeichnet man als Konjugation. Die Lebensweise von Prokaryoten ist sehr unterschiedlich. Sie wachsen auf Pflanzen, im Boden, in und auf Tieren. Einige sind besonders hitze- oder salzressistent. Je nachdem, wie sie ihre Energie gewinnen, kann man Prokaryoten in drei Gruppen aufteilen: chemoorganotrophe, chemolitotrophe und phototrophe. Chemoorganotrophe Prokaryoten gewinnen ihre Energie aus Kohlenstoffverbindungen wie Glucose, Laktose oder Stärke. Chemolitotrophe Prokaryoten nutzen anorganische Substanzen zur Energiegewinnung wie zum Beispiel Wasserstoff, Sulfad oder Schwefelwasserstoff. Phototrophe Prokaryoten können wie Pflanzen Lichtenergie nutzen. Zu ihnen gehört auch das Cyanobakterium. Cyanobakterien leben in Süßgewässern. Man nennt sie auch Blaualgen. Häufig bilden sie lange Ketten und vermehren sich bei hohen Temperaturen sprunghaft, was zu einer Trübung des Gewässers führt. Cyanobakterien gehören zu den wenigen Organismen, die molekularen Stickstoff mit spezialisierten Zellen fixieren können. Der molekulare Stickstoff wird in Ammoniak umgewandelt und ist so auch anderen Lebewesen zugänglich. Eine weitere, häufig stark spezialisierte Gruppe der Prokaryoten sind die Archaeen. Archaeen leben meist ohne Sauerstoff und sind häufig an einen extremen Standort angepasst. Sie tolerieren hohe Temperaturen oder einen großen Salzgehalt. Keine der bisher erforschten Archaeen ist für den Menschen gesundheitsschädlich. Generell sind viele Prokaryoten nützlich für ihre Umgebung. Sie ermöglichen zum Beispiel Wiederkäuern, Zellulose zu verdauen. Ohne Prokaryoten wäre Gras für Kühe ungenießbar. Auch für die Herstellung von Käse aus Milch wird von Prokaryoten bewerkstelligt. Nur wenige Prokaryoten sind schädlich für den Menschen. Ein Beispiel dafür ist EHEC. Viele Krankheiten werden nicht durch Prokaryoten, sondern durch Viren ausgelöst. Viren sind auf einen Wirtsorganismus angewiesen. Sie können sich nicht selbstständig vermehren. Deshalb sind Viren auch keine Lebewesen. Viren bestehen nur aus einer Eiweißhülle und Nukleinsäuren - entweder DNA oder RNA. Viren befallen Tiere, Pfanzen, Pilze und Bakterien. Viren, die Bakterien befallen, nennt man Bakteriophagen. Die Viren heften sich an den Wirtsorganismus und dringen in ihn ein. Die befallene Wirtszelle wird dann vom Virus gezwungen, das Erbgut des Virus zu vervielfältigen und abzulesen. Mithilfe der Enzyme und Ribosomen des Wirtsorganismus entstehen die Eiweiße der Virenhülle und ein neues Virus wird abgegeben. Zusammenfassung: Prokaryoten sind Lebewesen ohne echten Zellkern. Zu den Prokaryoten gehören Bakterien und Archaeen. Prokaryoten besitzen ein ringförmiges Genom. Den Austausch von Plasmiden zwischen zwei Bakterien bezeichnet man als Konjugation. Prokaryoten bevölkern die unterschiedlichsten Lebensräume. Sie können chemoorganotroph, chemolithotroph und phototroph sein. Zu den phototrophen Prokaryoten gehören die Cyanobakterien. Viren sind keine Lebewesen. Sie bestehen nur aus Nukleinsäuren und einer Einweißhülle und können sich nicht außerhalb einer Wirtszelle fortpflanzen. Das war's. Ich hoffe, euch hat dieser Film gefallen und ihr habt viel dazugelernt.

9 Kommentare

9 Kommentare
  1. Habe alles verstanden!

    Von Carlos, vor 8 Monaten
  2. gut erklärt habe ich verstanden

    Von Samaelshobky, vor fast 3 Jahren
  3. cyanobakterien sind auch in salzgewässer

    Von Marion190257, vor mehr als 7 Jahren
  4. Hallo :)

    freie Plasmide findet man in Pflanzenzellen nicht. Jedoch besitzen Chloroplasten und Mitochondrien auch DNA-Fragmente die einem Plasmid ähneln.

    Von Marcel S., vor etwa 8 Jahren
  5. Es gibt doch auch plasmide bei pflanzenzellen?!

    Von Kimble99, vor etwa 8 Jahren
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Prokaryoten – Bau und Lebensweise Übung

Du möchtest dein gelerntes Wissen anwenden? Mit den Aufgaben zum Video Prokaryoten – Bau und Lebensweise kannst du es wiederholen und üben.
  • Bestimme Eigenschaften und Aufbau der prokaryotischen und der eukaryotischen Zelle.

    Tipps

    Zu den Prokaryoten zählen Bakterien und Archaeen.

    Tiere, Pflanzen und Pilze sind Eukaryoten.

    Lösung

    Die meisten Prokaryoten besitzen keinen Zellkern. Zu ihnen zählen Bakterien und Archaeen. Prokaryotenzellen besitzen eine Zellwand, keine Zellorganellen, kleine Ribosomen, ringförmige Chromosomen und Plasmide. Eukaryoten besitzen einen Zellkern. Zu ihnen zählen Tiere, Pflanzen und Pilze. Die eukaryotischen Zellen besitzen Zellorganellen, große Ribosomen und längliche Chromosomen. Die Pflanzenzellen besitzen zudem eine Zellwand.

  • Beschreibe die Vorgänge der Plasmidübertragung.

    Tipps

    Der Begriff Konjugation kommt aus dem Lateinischen und bedeutet Verbindung.

    Lösung

    Die Plasmiden können sich unabhängig vom Bakterienchromosom teilen. Zwei Bakterien legen sich aneinander und es entsteht eine Cytoplasmabrücke, welche man auch F-Pili nennt. Über diese Brücke wandert das Plasmid von einem Bakterium zum nächsten. Diesen Vorgang nennt man Konjugation.

  • Bestimme, ob die Lebewesen zu den Prokaryoten oder zu den Eukaryoten gehören.

    Tipps

    Fast alle Prokaryoten besitzen keinen Zellkern.

    Eukaryoten besitzen einen Zellkern.

    Lösung

    Prokaryoten sind erdgeschichtlich sehr alte Lebewesen, die in die Domänen Bakterien und Archaeen aufgeteilt werden können. Zu ihnen zählen auch die Cyanobakterien, auch Blaualgen genannt. Diese findest du in Süßgewässern oder auch im Aquarium. Die Milchsäurebakterien machen die Milch sauer, indem sie den Milchzucker in Milchsäure umwandeln. Diese Milchsäure bewirkt, dass sich das Milcheiweiß zusammenzieht. Man spricht davon, dass die Milch gerinnt. Diesen Vorgang nutzen wir zur Herstellung von Käse oder Joghurt.

    Zu den Eukaryoten zählen alle Pflanzen (z.B. Bäume und Sträucher), Tiere (wie Vögel, Raubtiere, Haustiere und Insekten) und Pilze (z.B. Fliegenpilz oder Champignon).

  • Nenne Charakteristika der Prokaryoten und Viren.

    Tipps

    Zu den Prokaryoten zählen Lebewesen ohne Zellkern.

    Pflanzenviren können auf unterschiedliche Weise übertragen werden.

    Lösung

    Zu den Prokayoten gehören Lebewesen ohne Zellkern, also Bakterien und Achaeen. Viren sind keine Lebewesen, denn sie können sich nicht ohne Wirt vermehren und besitzen keinen eigenen Stoffwechsel. Viren sind häufig Krankheitserreger und bestehen nur aus einer Nucleinsäure und Eiweißhülle. Sie können nicht nur Menschen und Tiere befallen, sondern auch Pflanzen (Beispiel: Gurken-Mosaikvirus). Mit einer Größe von unter 500 nm, sind Viren noch kleiner als Bakterien. Zudem können Viren nicht aktiv in Pflanzenzellen eindringen. Entweder sie dringen über eine Verletzung der Zellwand ein oder durch einen Vektor. Die Blattlaus ist ein solcher Vektor.

    Cyanobakterien (= Blaualgen) sind phototrophe Prokayroten. Sie leben in Süßgewässern. Sie können molekularen Stickstoff fixieren und in Ammoniak umwandeln. Es kann durchaus vorkommen, dass du sie in einem Aquarium findest.

  • Gib an, aufgrund welcher Lebensweisen die Prokaryoten eingeteilt werden.

    Tipps

    Die Cyanobakterien gewinnen ihre Energie aus dem Licht.

    Lösung

    Die Lebensweise der Prokaryoten ist sehr unterschiedlich, sie wachsen auf Pflanzen, im Boden und auf bzw. in Tieren. Es gibt salzresistente und hitzebeständige Prokaryoten. Je nachdem wie sie ihre Energie gewinnen, werden sie in drei Formen eingeteilt:

    • Chemoorganotrophe, sie gewinnen ihre Energie aus Kohlenstoffverbindungen, wie zum Beispiel Zucker.
    • Chemolithotroph, sie gewinnen ihre Energie aus anorganischem Material.
    • Fototrophe, diese gewinnen ihre Energie aus dem Licht. Dazu zählen auch die Cyanobakterien.
  • Erkläre den Nutzen von Prokaryoten für Pflanzen und Tiere.

    Tipps

    Eine Kuh besitzt insgesamt vier Mägen: Pansen, Blättermagen, Labmagen und Netzmagen.

    Knöllchenbakterien stammen aus der Familie der Rhizobiacaea.

    Lösung

    Wiederkäuer haben ein ganz anderes Verdauungssystem als zum Beispiel wir Menschen. Sie besitzen vier Mägen: Pansen, Labmagen, Netzmagen und Blättermagen. Diese Besonderheit ermöglicht es ihnen, selbst unverdauliche Cellulose (Hauptbestandteil pflanzlicher Zellwände) aufzuschließen. Doch dies machen sie nicht alleine, auch die Wiederkäuer brauchen dabei Hilfe. Unzählige Bakterien besiedeln den Pansen und sorgen dafür, dass die Cellulose aufgeschlossen wird. Bakterien und Wiederkäuer gehen hierbei eine Symbiose ein.

    Eine weitere Symbiose finden wir in der Pflanzenwelt. Die Knöllchenbakterien (Rhizobien) gehen hierbei eine Symbiose mit Leguminosen ein. Die Bakterien sind in der Lage, Stickstoff aus der Luft zu binden und den Pflanzen über der Wurzel zur Verfügung zu stellen. Die Pflanzen versorgen die Bakterien mit Energie und Kohlenstoffassimilaten. Diese Symbiose ist vor allem in der Landwirtschaft von Bedeutung, zum Beispiel beim Anbau von Hülsenfrüchtlern, wie Erbsen oder Bohnen. Durch die Stickstoffbereitstellung der Bakterien kann man die Stickstoffdüngung auf den Feldern deutlich reduzieren. Das spart Kosten und schont die Umwelt.

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