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Zelldifferenzierung – Organisationsebenen von Tier- und Pflanzenzellen

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Team Digital
Zelldifferenzierung – Organisationsebenen von Tier- und Pflanzenzellen
lernst du in der 9. Klasse - 10. Klasse - 11. Klasse - 12. Klasse - 13. Klasse

Grundlagen zum Thema Zelldifferenzierung – Organisationsebenen von Tier- und Pflanzenzellen

Inhalt

Organisationsebenen von Tier- und Pflanzenzellen – Biologie

Alle Lebewesen bestehen aus Zellen. Diese sind so klein, dass man sie nur unter dem Mikroskop erkennen kann. Die Zelle wird auch als Grundbaustein des Lebens bezeichnet. Pflanzen und Tiere bestehen aus vielen Zellen, es sind sogenannte Mehrzeller. Daneben gibt es auch Lebewesen, die nur aus einer Zelle bestehen, die Einzeller. Bei den Mehrzellern übernehmen nicht alle Zellen die gleichen Aufgaben. Es gibt verschiedene Zelltypen, die sich durch Zelldifferenzierung auf bestimmte Funktionen spezialisiert haben. Bei allen unterschiedlichen Funktionen, die Zellen übernehmen können, stimmen sie in den Grundzügen ihres Aufbaus überein. Pflanzen- und Tierzellen unterscheiden sich nur in wenigen Aspekten. Diese werden hier zu Beginn betrachtet. Anschließend lernst du die verschiedenen Organisationsebenen des Lebens genauer kennen. Außerdem erfährst du, welche Funktion Zellen haben und wie sie im Körper zusammenarbeiten.

Gemeinsamkeiten und Unterschiede von Tier- und Pflanzenzellen

Die meisten Zellorganellen, so bezeichnet man die durch Membranen begrenzten Bestandteile innerhalb der Zellen, haben Tier- und Pflanzenzellen gemeinsam. Nur Zellwand, Vakuole und Chloroplasten sind ausschließlich bei Pflanzenzellen zu finden.

Näheres zu Gemeinsamkeiten und Unterschieden von Tier- und Pflanzenzellen erfährst du in dem Video Vergleich von Tierzelle und Pflanzenzelle.

Organisationsebenen – Definition

Egal ob Pflanze oder Tier, alle Lebewesen entstehen aus einer einzigen Zelle. Geht diese Zelle aus einer befruchteten Eizelle hervor, so nennt man sie auch Zygote. Aufgrund fortwährender Teilung dieser Zelle entstehen ganz viele Zellen. Durch einen Prozess, der als Zelldifferenzierung bezeichnet wird, bilden sich verschiedene Zelltypen aus, beispielsweise Muskelzellen, Nervenzellen, Leberzellen und viele mehr. Zelltypen mit gleicher Funktion schließen sich zu einem Gewebe zusammen, unterschiedliche Gewebe arbeiten in Organen zusammen. Organe mit ähnlichen Aufgaben bilden ein Organsystem. Die Gesamtheit aller Organsysteme bezeichnet man als Organismus. Diese Organisationsebenen sind in der Abbildung dargestellt und du lernst sie im Folgenden an Beispielen genauer kennen.

Organisationsebenen von Tier- und Pflanzenzellen

Organisationsebenen von Pflanzenzellen

Nicht nur Tiere und Menschen, auch Pflanzen besitzen Organe, z. B. das Blatt. Die äußere Schicht eines Blatts wird als Epidermis bezeichnet. Dieses Gewebe setzt sich aus einer einzigen Schicht dicht zusammenhängender Zellen zusammen, die das Blatt vor äußeren Einflüssen schützen. Direkt darunter schließt sich eine Schicht länglicher Zellen an, das Palisadengewebe. Diese Zelltypen haben sich auf die Nährstoffproduktion spezialisiert. Abschließend folgen mehrere Schichten locker verbundener Zellen, das Schwammgewebe. Hier findet der Gasaustausch statt, also die Atmung der Pflanze. Wie du siehst, bilden Zellen eines Typs ein Gewebe und mehrere Gewebe bilden hier das Organ „Blatt“, das Teil des Organismus „Pflanze“ ist.

Organisationsebenen von Tierzellen

Als Beispiel für die Organisationsebenen bei tierischen Zellen wird hier das Organ Auge betrachtet. Wie das Blatt bei Pflanzen setzt sich das Auge aus verschiedenen Geweben zusammen. Mehrere Schichten Epithelzellen bilden die Hornhaut, ein Gewebe. Zusammen mit anderen Geweben wie Regenbogenhaut (Iris), Lederhaut, Aderhaut, Glaskörper, Linse und die aus den Sinneszellen bestehende Netzhaut bildet sie das Organ „Auge“. Aber auch Muskelgewebe, das beispielsweise für die Beweglichkeit der Linse sorgt, findet sich im Auge. Das Auge bildet zusammen mit anderen Organen das Organsystem der Sinnesorgane.

Zusammenfassung zu den Organisationsebenen von Tier- und Pflanzenzellen

In diesem Video werden dir die Zelldifferenzierung und die Organisationsebenen von Zellen einfach erklärt. Nach dem Betrachten des Videos hast du die Möglichkeit, Arbeitsblätter zum Thema Organisationsebenen und Zelldifferenzierung zu bearbeiten.

Transkript Zelldifferenzierung – Organisationsebenen von Tier- und Pflanzenzellen

Du kennst das bestimmt aus der Schule: Da sind deine Mitschülerinnen und Mitschüler und deine Lehrerin oder dein Lehrer. Dann gibt es auch noch eine Klassensprecherin oder einen Klassensprecher. Eine Person, die die Schule leitet und ein Hausmeister sind ja auch noch da. Und du natürlich! Uff, ganz schön viele Personen! Um das zu ordnen, gibt es sogenannte Organisationsebenen – dadurch weiß jede und jeder zu welcher Gruppe man gehört und bestenfalls auch, welche Aufgaben dazu zählen. Praktisch, so ähnlich kommt das auch in den „Zelldifferenzierung“. Wie du bereits gelernt hast, bestehen alle Lebewesen aus winzig kleinen Zellen. Sollte dir das neu sein oder falls du eine Auffrischung zu dem Thema gebrauchen könntest, schau dir gerne zuerst eines der Videos über Zellen hier auf sofatutor an. Okay, weiter geht's! Es gibt Lebewesen, die bestehen aus nur einer Zelle und werden dementsprechend „Einzeller“ genannt. Daneben gibt es noch die „Vielzeller“, oder auch „Mehrzeller“, die aus ganz vielen Zellen aufgebaut sind. Pflanzen, Tiere und Pilze gehören dazu. Bevor wir aber genauer auf die Tier- und Pflanzenzelle eingehen, schauen wir uns zuerst an, was „Organisationsebenen“ überhaupt ind. Ganz egal welche Zellart oder Zelltyp: Alle Lebewesen entstehen aus einer einzigen Zelle. Du und ich zum Beispiel, wir beide entstanden ursprünglich aus einer befruchteten Eizelle, einer „Zygote“. Fortwährendes Teilen bei Vielzellern lässt aus dieser einen Zelle ganz viele Zellen werden. Durch die „Zelldifferenzierung“ können sich unterschiedliche „Zelltypen“ ausbilden, welche auf bestimmte Aufgaben und Funktionen spezialisiert sind. So entstehen beispielsweise Muskel- oder Nervenzellen, die sich sowohl in ihrer Form als auch in ihrer Funktion voneinander unterscheiden. Die einen können kontrahieren, die anderen ermöglichen die Weiterleitung von Reizen – cool, oder? Zellen eines Zelltyps schließen sich zu „Gewebe“ zusammen und unterschiedliche Gewebe bilden „Organe“. Mehrere Organe bilden ein „Organsystem“ und Organsysteme bilden letztlich einen „Organismus“. Soweit alles verstanden? Super! Dann sehen wir uns jetzt die Organisationsebenen der Pflanzenzellen an. Hier siehst du ein schönes Pflänzchen. Der Stamm, die Wurzeln, die Blätter – alle Teile der Pflanze bestehen aus Zellen, aber aus Unterschiedlichen, da die Aufgaben jeweils anders sind. Schließlich muss sich in der Wurzel um andere Sachen gekümmert werden, als im Blatt. Die verschiedenen „Zelltypen“ entstehen, wie wir eben gelernt haben, durch Differenzierung. Sehen wir uns einmal ein paar dieser Zelltypen an. Dazu gehen wir mit einem hübschen Laubblatt auf Tuchfühlung und sehen einmal richtig genau hin. So erkennst du die Außenhülle des Blattes, sie besteht aus einer einzelnen Schicht eng aneinander liegender Zellen, welche ein Gewebe bilden. Das ist die „Epidermis“, sie schützt das Blatt vor äußeren Einflüssen. Direkt darunter, im Inneren des Laubblattes, sind Zellen, die wieder ganz anders aussehen. Im „Palisadengewebe“ sind die Zellen lang gezogen und viele beinhalten Chloroplasten. Diese Zelltypen sind auf die Nährstoffproduktion spezialisiert. Darunter befindet sich das „Schwammgwebe“, in dem die Zellen ganz locker in mehreren Schichten verbunden sind. Hier findet der Gasaustausch statt. Darunter schließt wieder eine Epidermis ab. Diese Gewebearten bilden zusammen das „Organ Laubblatt“ und das gehört wiederum mit anderen Organen wie der Wurzel zum Organismus Pflanze. Organisationsebenen von Pflanzenzellen – check! Easy! Schauen wir uns jetzt noch an, wie es bei Tierzellen so mit der Organisation aussieht. Wie bei den Pflanzen haben Zellen auch bei Menschen und Tieren unterschiedliche Aufgaben und unterscheiden sich daher auch in ihrem Aussehen. Werfen wir hierzu mal einen Blick in das Organ Auge. Hier bilden mehrere Schichten Epithelzellen die Hornhaut, ein Gewebe. Zusammen mit anderem Gewebe, wie der Iris, der Lederhaut, Aderhaut und so weiter, bildet das Epithelgewebe das Auge. Mit der Nase, den Ohren und der Zunge bilden die Augen zusammen die Sinnesorgane, welche mit dem Gehirn und dem Rückenmark das Organsystem Nervensystem bilden. Haaach, irgendwie machen die Organisationsebenen auch im Kopf ein bisschen Ordnung, oder? Fassen wir noch einmal zusammen! Zellen werden im Prozess der Zelldifferenzierung zu bestimmten Zelltypen. Organismen bestehen aus Organsystemen und diese wiederum aus Organen. Jedes Organ ist aus verschiedenartigen Geweben aufgebaut und ein Gewebe ergibt sich aus gleichartigen Zellen, die sich in der Zelldifferenzierung auf bestimmte Funktionen spezialisieren. Diese Organisationsebenen gibt es sowohl bei Tier- als auch bei Pflanzenzellen. Aber nicht nur dort Organisationsebenen sind überall! Eine naturgegebene Struktur, die sich durchsetzt.

Zelldifferenzierung – Organisationsebenen von Tier- und Pflanzenzellen Übung

Du möchtest dein gelerntes Wissen anwenden? Mit den Aufgaben zum Video Zelldifferenzierung – Organisationsebenen von Tier- und Pflanzenzellen kannst du es wiederholen und üben.
  • Fasse die wichtigsten Informationen zu Organisationsebenen zusammen.

    Tipps

    Drei der Antworten sind richtig.

    Im Video wurden die Organisationsebenen von zwei verschiedenen Organismen besprochen. Weißt du noch, welche das waren?

    Lösung

    Die wichtigsten Informationen zu Organisationsebenen sind hier noch einmal zusammengefasst:

    • Verschiedene Zelltypen entstehen durch Zelldifferenzierung.
    • Die Organisationsebenen von den Zellen zum Organismus lauten: Zellen, Gewebe, Organe, Organsysteme, Organismus.
    • Diese Organisationsebenen findet man bei Tieren und Pflanzen.
  • Benenne die dargestellten Organisationsebenen.

    Tipps

    Die Begriffe passen zu den jeweils dahinter angeordneten Bildern.

    Ein Beispiel für ein Organsystem ist das Herz-Kreislauf-System.

    Das Gewebe des Herzens ist ein spezialisiertes Muskelgewebe.

    Muskelgewebe besteht aus Muskelzellen.

    Lösung

    Der Organismus, also beispielsweise der Mensch, stellt in unserem Beispiel die oberste Organisationsebene dar.
    Er besteht aus unterschiedlichen Organsystemen. Ein Beispiel für ein Organsystem ist das Herz-Kreislauf-System.
    Ein wesentlicher Teil des Herz-Kreislauf-Systems ist das Herz. Das Herz ist ein Organ. Organe wiederum bestehen aus unterschiedlichen Geweben.
    Beim Herzen ist dieses Gewebe vorwiegend Herzmuskelgewebe, welches wiederum aus differenzierten Herzmuskelzellen besteht.
    Die Zellen sind damit in unserem Beispiel die niedrigste Organisationsebene.

  • Stelle die Besonderheiten und Funktionen der Gewebe eines Laubblatts tabellarisch dar.

    Tipps

    Die Chloroplasten sind der Ort der Fotosynthese.

    Bei einem lockeren Zellverband ist ein Stoffaustausch leichter und bei einem engen Zellverband schwerer möglich.

    Ein Schwamm hat eine löchrige Struktur. Welche der Beschreibungen könnte also auf das Schwammgewebe zutreffen?

    Lösung

    Die Epidermis bildet die obere und untere Schicht des Laubblattes. Sie besteht meist aus einem einschichtigen, engen Zellverband und bietet somit Schutz nach außen.

    Unter der oberen Epidermis befindet sich das Palisadengewebe. Es besteht aus länglichen Zellen mit zahlreichen Chloroplasten. Die Chloroplasten sind der Ort der Fotosynthese.

    Das Schwammgewebe ist ein lockerer, mehrschichtiger Zellverband. Es ist durch die vielen Lücken gut für den Gasaustausch geeignet.

  • Vergleiche die Organisationsebenen von Mensch und Pflanze.

    Tipps

    Fünf der Begriffe können den Pflanzen zugeordnet werden.

    Das Palisadengewebe und das Schwammgewebe sind differenzierte Gewebe des Blattes.

    Blutgefäße und Herz sind menschliche Organe.

    Lösung

    Die Pflanze ist ein Organismus, der aus den folgenden Organen besteht:

    • Blatt
    • Wurzel
    • Sprossachse
    Diese Organe wiederum setzen sich aus Geweben zusammen. Im Falle eines Laubblattes sind Beispiele für Gewebe das Palisadengewebe und das Schwammgewebe, welche jeweils aus differenzierten Zellen mit unterschiedlichen Funktionen bestehen.

    Ein Beispiel für ein Organsystem des Menschen ist das Herz-Kreislauf-System, das Blutgefäße und Herz umfasst. Blutgefäße und Herz sind Hohlorgane.
    Auch diese weisen spezialisierte Gewebe auf. Im Falle des Herzens besteht der größte Teil aus Muskelgewebe, das aus differenzierten Muskelzellen zusammengesetzt ist.

  • Nenne unterschiedliche Zelltypen.

    Tipps

    Die Stammzelle ist kugelförmig und unscheinbar.

    Die Nervenzelle unterscheidet sich von der Muskelzelle durch ihre langen Fortsätze.

    Lösung

    In diesem Bild siehst du, wie die unterschiedlichen Zelltypen schematisch aussehen.

  • Erschließe dir das Zusammenspiel weiterer Organisationsebenen.

    Tipps

    Makromoleküle sind aus verschiedenen Molekülen zusammengesetzt. Sie bilden die Baueinheiten der Zellorganellen.

    Zellorganellen sind beispielsweise Mitochondrien, der Zellkern oder Chloroplasten.

    Die Organisationsebenen von der Zelle bis zum Organismus kennst du schon. Es ist nur eine einzige Organisationsebene dargestellt, die dem Organismus übergeordnet ist.

    Lösung

    Die kleineren Organisationsebenen der Zelle sind folgende:

    Atome $\to$ Moleküle $\to$ Makromoleküle $\to$ Zellorganellen $\to$ Zellen

    Was dann folgt, kennst du schon:

    Zellen $\to$ Gewebe $\to$ Organe $\to$ Organsysteme $\to$ Organismus

    Mehrere Organismen schließen sich dann wiederum als Population zusammen.

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