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Zellen (Basiswissen)

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Die Autor*innen
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Team Entdeckungsreise
Zellen (Basiswissen)
lernst du in der 8. Klasse - 9. Klasse

Beschreibung Zellen (Basiswissen)

Inhalt

Zellen – Biologie

Sie ist die kleinste lebende Einheit – die Zelle. Jedes Lebewesen, ob Pflanze, Tier oder Pilz, ist aus mikroskopisch kleinen Zellen aufgebaut. Alle Aktivitäten, die wir ausführen – ob wir atmen, essen oder laufen – lassen sich auf Vorgänge in den Zellen zurückführen. Sie sind vielfältig in Bau und Funktion und doch haben diese „Grundbausteine des Lebens“ einige Gemeinsamkeiten. Aber was genau ist eine Zelle?

Zelle – Definition
Der Name Zelle leitet sich vom lateinischen Wort cellula für „kleine Kammer“ ab. Die Zelle ist ein abgegrenztes System, das unabhängig und selbst erhaltend leben kann. In komplexen Organismen, beispielsweise in Tieren und Pflanzen, gibt es viele verschiedene Arten von Zellen mit speziellen Aufgaben.

Zellarten
Zunächst einmal unterscheidet man zwischen Zellen mit und ohne Zellkern.

  • Prokaryoten sind die einfachsten Lebewesen auf der Erde. Sie bestehen aus nur einer Zelle, die keinen Zellkern hat. Zu dieser Gruppe gehören beispielsweise Bakterien.
  • Eukaryoten hingegen besitzen einen Zellkern. Alle Vielzeller gehören zu dieser Gruppe, so auch Pflanzen, Tiere und Pilze.

Damit haben wir eine weitere Einteilung von Zellen kennengelernt:

Die menschlichen Zellen zählen übrigens zu den tierischen Zellen.
Unter den genannten Zellarten gibt es wiederum verschiedene Zelltypen, die durch Zelldifferenzierung auf bestimmte Aufgaben spezialisiert sind. Schaut man sich den Aufbau und die Struktur von Tierzellen an, so gibt es zum Beispiel Zellen, die kontrahieren können – die Muskelzellen. Andere wiederum können elektrische Signale leiten – die Nervenzellen.

Der grundsätzliche Aufbau einer Zelle

Abhängig von der Zellart und ihrer Funktion gibt es verschiedene Bestandteile in einer Zelle. Jedoch gibt es Merkmale, die alle Zellen gemein haben. Diese sind nachfolgend in einer Tabelle zusammengefasst.

Zellbestandteil Hauptfunktion
in Eukaryoten und
Prokaryoten
Cytoplasma
  • Grundsubstanz der Zelle
  • Transportmedium für Nährstoffe, Proteine und Enzyme
  • Erbinformation (DNA)
    (bei Eukaryoten im Zellkern)
  • Bauplan der Zelle
  • Regulation von Stoffwechselvorgängen
  • Ribosomen
  • Bildung von Proteinen
  • nur in Eukaryoten
    endoplasmatisches Retikulum (ER)
  • beteiligt an der Bildung von Proteinen und Fettsäuren
  • Golgi-Apparat
  • Umbau (Modifizierung) von Proteinen
  • Mitochondrien
  • Ort der Zellatmung
  • Energiegewinnung
  • Mitochondrien sind sogenannte Organellen. Ein Vergleich von Pflanzen- und Tierzelle zeigt, dass Pflanzenzellen zusätzliche Organellen besitzen. Man nennt sie Plastiden. Dazu gehören beispielsweise Chloroplasten.

    Bedeutung der Zelle

    Jede Zelle bildet für sich ein geschlossenes System. Das zeigt auch das Vorkommen von Einzellern. In komplexeren Organismen können sich Zellen eines Zelltyps zu Verbänden zusammenschließen – einem Gewebe. Mehrere Gewebe, die eine oder mehrere biologische Funktionen erfüllen, bilden ein Organ. In der Biologie spricht man bei dieser Unterteilung von Organisationsstufen. Ein Beispiel dazu: Die Drüsenzellen in der Magenschleimhaut bilden das Drüsengewebe. Zusammen mit weiteren Gewebetypen bildet das Drüsengewebe den Magen. Alle Gewebe und Organe zusammen bilden den Organismus, ein Lebewesen. Und darum haben selbst die unterschiedlichsten Lebewesen, die sich im Laufe der Evolution entwickelt haben, einen grundsätzlich ähnlichen Aufbau und einen kleinsten gemeinsamen Nenner – die Zelle.

    Dieses Video

    Was ist eine Zelle? Und welche Zelltypen gibt es? Was sind Prokaryoten und was sind Eukaryoten? In diesem Video erhältst du einen Überblick zu dem Thema Zelle. Du lernst, welche Bestandteile in einer Zelle vorkommen und welche Funktionen sie ausüben. Im Anschluss kannst du dein Wissen mit den interaktiven Übungsaufgaben und einem Arbeitsblatt testen.

    Transkript Zellen (Basiswissen)

    Das Thema dieses Films sind die Zellen. Das Leben auf der Erde ist von einer überwältigenden Vielfalt und doch funktioniert alles nach dem gleichen Bauplan. Denn jedes Lebewesen ist aus mikroskopisch kleinen Zellen aufgebaut.Ob wir atmen, essen, fernsehen oder Fußball spielen, alle Aktivitäten lassen sich auf Vorgänge in den Zellen zurückführen. Was steckt hinter diesen Grundbausteinen des Lebens? Zellen sind winzige, voneinander getrennte Räume. Man unterscheidet zwei große Gruppen von Zellen. Die einfachsten Lebewesen auf der Erde, beispielsweise die Bakterien, bestehen aus nur einer Zelle, die keinen Zellkern hat. Man nennt diese Zellen Protocyten. Die Zellen von Pflanzen, Tieren, Pilzen und Menschen hingegen haben alle einen Zellkern. Sie heißen Eucyten. Menschen sowie die meisten Tiere und Pflanzen sind sogenannte Vielzeller, sie bestehen aus Milliarden von Zellen mit Zellkern. Unter diesen gibt es viele verschiedene Zelltypen. Jeder Zelltyp ist auf eine bestimmte Aufgabe spezialisiert. Die Zellen der Muskeln beispielsweise können viel Energie bereitstellen und sich sehr gut zusammenziehen. Die Nervenzellen hingegen leiten Sinneseindrücke weiter. Obwohl die einzelnen Zelltypen je nach ihren Aufgaben Unterschiede aufweisen, haben sie einen grundsätzlich ähnlichen Aufbau. Alle Zellen sind mit einer gelartigen Substanz gefüllt, dem sogenannten Cytoplasma. Das Cytoplasma ist eine Art Transportmedium für Nährstoffe, Proteine und Enzyme. Im Cytoplasma befinden sich die auf unterschiedliche Stoffwechselvorgänge spezialisierten Organellen. Sie sind von Membranen umschlossen, damit die verschiedenen Stoffwechselvorgänge in der Zelle gleichzeitig ablaufen können. Eine Zelle mit ihren Organellen kann man mit einer Fabrik im Miniaturformat vergleichen. Es passieren viele Dinge gleichzeitig und an verschiedenen Stellen. Stoffe werden hergestellt, verwertet und transportiert. Die Kommandozentrale dieser Miniaturfabrik ist der Zellkern. Von hier aus werden alle Abläufe in der Zelle gesteuert. Dies geschieht mithilfe der Erbinformationen, die sich auf den Chromosomen im Zellkern befinden. So werden Botenstoffe an die Ribosomen gesendet, in denen sich daraufhin Proteine bilden. Proteine bilden die Grundlage für alle in der Zelle ablaufenden Prozesse. Die Ribosomen kann man mit den Maschinen vergleichen, die in einer Fabrik stehen. Das sogenannte Endoplasmatische Retikulum und der Golgi-Apparat entsprechen dann der Verpackungs- und Versandzentrale in einer Fabrik. Hier werden Stoffe aufgebaut, gespeichert und für den Weitertransport bereitgestellt. Diese Pakete werden dann von den Vesikeln transportiert, eine Art membranumhüllter Bläschen. Die meisten Transportaufgaben der Vesikel werden vom Golgi-Apparat koordiniert. Damit all diese Prozesse ablaufen können, wird Energie benötigt. Diese wird in den Mitochondrien produziert. Sie sind die Kraftwerke der Zelle. In den Mitochondrien findet die Zellatmung statt. Dabei wird mithilfe von Sauerstoff energiereiche Glukose in die energiearmen Stoffe Wasser und Kohlenstoffdioxid umgewandelt. Bei diesem Umwandlungsprozess wird die Energie freigesetzt, die für die Stoffwechselvorgänge benötigt wird. Pflanzenzellen unterscheiden sich von tierischen Zellen dadurch, dass die zusätzliche Organellen besitzen, zum Beispiel die Chloroplasten. In diesen findet die Photosynthese statt. Dabei gewinnt die Pflanze aus Wasser und Kohlenstoffdioxid mithilfe der Sonnenenergie Zucker und Sauerstoff. Man kann die Nutzung der Sonnenenergie in den Chloroplasten auch mit der Arbeitsweise von Sonnenkollektoren vergleichen. Außerdem besitzen Pflanzen Vakuolen. Hier werden viele Stoffe wie Nähr- und Farbstoffe gespeichert. Mehrere Vakuolen können sich zu einer einzigen Zentralvakuole zusammenschließen, die in der Pflanzenzelle einen großen Raum einnehmen kann. Vakuolen entsprechen Lagerhallen in der Miniaturfabrik. Es gibt noch einen weiteren Unterschied zwischen pflanzlichen und tierischen Zellen. Beide sind nach außen von einer Membran umschlossen. Pflanzliche Zellen haben aber zusätzlich noch eine Zellwand, die sich an die Membran anschließt. Sie stabilisiert die Pflanzenzelle. Jede Zelle bildet für sich ein geschlossenes System. Die Zellen eines Zelltyps schließen sich allerdings zu Verbänden zusammen. So einen Verband aus Zellen nennt man Gewebe. Wenn mehrere Gewebe für eine spezielle Aufgabe zuständig sind, bilden sie zusammen ein Organ. So bilden beispielsweise die Drüsenzellen in der Magenschleimhaut einen Verband, das Drüsengewebe. Zusammen mit weiteren Gewebetypen bildet das Drüsengewebe den Magen. Aus vielen Zellen bilden sich also einzelne Gewebe, aus vielen Geweben dann Organe. Alle Gewebe und Organe zusammen bilden den Organismus, ein Lebewesen. Und darum haben selbst die unterschiedlichsten Lebewesen, die sich im Laufe der Evolution entwickelt haben, einen grundsätzlich ähnlichen Aufbau.

    20 Kommentare

    20 Kommentare
    1. bei den aufgaben werde ich jedes mal raus geworfen

      Von Emiliano, vor 4 Monaten
    2. Super Film! Schnell und einfach erklärt :)

      Von Lord Voldemort, vor 4 Monaten
    3. Hallo,
      ich konnte bei dem 3. Video die Aufgabe nicht starten.

      Von Jonas, vor 5 Monaten
    4. Hallo Anja R.,
      wir haben noch andere Videos zum Thema „Zellen“. Vielleicht schaust du dir mal das Video „Zellen – die Grundbausteine von Pflanze, Mensch und Tier“ an. Hier der Link dazu:
      https://www.sofatutor.com/biologie/videos/zellen-die-grundbausteine-von-pflanze-mensch-und-tier
      Ich hoffe, damit kannst du besser arbeiten.
      Viel Spaß weiterhin mit unseren Videos!
      Beste Grüße aus der Redaktion

      Von Tatjana Elbing, vor etwa einem Jahr
    5. recht gut erklärt aber noch ein bisschen komplieziert

      Von Anja R., vor etwa einem Jahr
    Mehr Kommentare

    Zellen (Basiswissen) Übung

    Du möchtest dein gelerntes Wissen anwenden? Mit den Aufgaben zum Video Zellen (Basiswissen) kannst du es wiederholen und üben.
    • Benenne die Zellorganellen und die Art der Zelle.

      Tipps

      Die Pflanzenzelle unterscheidet sich von der Tierzelle zum Beispiel durch das Vorhandensein von Chloroplasten.

      Das endoplasmatische Retikulum durchzieht wie ein Netzwerk die gesamte Zelle.

      Die Zellwand liegt außerhalb der Zellmembran und kommt nicht bei tierischen Zellen vor.

      Lösung

      Hierbei handelt es sich um eine Tierzelle. Das erkennst du daran, dass es keine Chloroplasten (grüne Organellen), keine Zellwand und keine Zellsaftvakuole gibt. Diese drei Beispiele gibt es bei Pflanzenzellen. Die abgebildete Zelle hat nur eine Zellmembran und nicht noch zusätzlich eine aufgelagerte Zellwand.
      Die Grundsubstanz von Zellen wird Cytoplasma genannt. Die Organellen, die du sehen kannst, sind die Mitochondrien, das Endoplasmatische Retikulum, welches wie ein Netzwerk die ganze Zelle durchzieht, die Ribosomen, welche als kleine Pünktchen dargestellt sind und der Golgi-Apparat.
      In der Mitte befindet sich der Zellkern mit den Erbinformationen.

    • Bestimme die Funktionen der Zellorganellen.

      Tipps

      Nur pflanzliche Zellen besitzen Chloroplasten und eine Zellsaftvakuole.

      Lösung

      Hier siehst du links eine Pflanzenzelle und rechts eine Tierzelle. In der Mitte der Pflanzenzelle siehst du ein großes wassergefülltes Organell, die Zellsaftvakuole. Diese ist ein wichtiges Speicherorgan in Pflanzenzellen, besonders für Wasser. Außerdem siehst du in grün die Chloroplasten, in denen die Fotosynthese stattfindet.
      Bei der tierischen Zelle hingegen gibt es diese zwei Organellen nicht. Bei beiden siehst du allerdings die Mitochondrien mit ihrer aufgefalteten inneren Membran. Sie sind hier orange dargestellt und sind sozusagen die Kraftwerke der Zelle. Das große blaue Netzwerk ist das Endoplasmatische Retikulum, welches zusammen mit dem rot dargestellten Golgi-Apparat für den Transport, die Modifikation und die Bereitstellung von Stoffen zuständig ist. Die kleinen blauen Kügelchen sind die Ribosomen. Sie sind zuständig für die Proteinbiosynthese, also den Aufbau von Proteinen, den Grundbausteinen von Lebewesen.

    • Vergleiche die Zellen von Bakterien, Tieren und Pflanzen.

      Tipps

      Eine Farbe brauchst du gar nicht!

      Lösung

      Bei den tierischen und pflanzlichen Zellen handelt es sich um Eucyten, also um Zellen, welche bei Mehrzellern zu finden sind. Diese haben einen Zellkern, in dem sich die DNA in Form der Chromosomen befindet.
      Protocyten hingegen haben keinen Zellkern. Die DNA befindet sich frei im Cytoplasma. Die Zellen der Bakterien sind Protocyten wie etwa Blaualgen (Cyanobakterien).
      Chloroplasten, die Orte der Fotosynthese, gibt es genauso wie die Zellsaftvakuole nur bei Pflanzen. Zudem haben pflanzliche Zellen im Gegensatz zu tierischen Zellen noch eine schützende Zellwand um die Zellmembran.

    • Fasse zusammen, was du über Mitochondrien weißt.

      Tipps

      Achtung! Einige Begriffe bleiben übrig.

      Verwechsel nicht Chloroplasten mit Mitochondrien.

      Unsere Zellen besitzen Mitochondrien. Überlege dir, welche Stoffe wir aufnehmen und welche wir abgeben. Glucose ist ein anderes Wort für Traubenzucker.

      Lösung

      Auf der ersten Abbildung siehst du ein Mitochondrium. Das erkennst du besonders gut an seiner bohnenähnlichen Form und der stark gefalteten inneren Membran zur Oberflächenvergrößerung. Mitochondrien haben also zwei Membranen von denen die innere stark gefaltet ist. Den Effekt der Oberflächenvergrößerung durch Faltung hast du vielleicht auch schon beim Darm kennengelernt.

      Mitochondrien sind die Kraftwerke der Zelle. Sie sind zuständig für die Zellatmung und somit zur Energieerzeugung. Dabei wird aus Glucose und Sauerstoff, Kohlendioxid und Wasser erzeugt. Zellen, welche besonders viel Energie benötigen, wie zum Beispiel Muskelzellen, haben somit auch viele Mitochondrien. Zellen, welche jedoch kaum Energie benötigen, wie zum Beispiel Fettzellen, haben weniger Mitochondrien.
      Cyanobakterien, wie auch andere Bakterien, bestehen aus nur einer Zelle und gehören zu den Protocyten. Diese haben keine Mitochondrien und auch keinen Zellkern, im Gegensatz zu Vielzellern, welche aus Eucyten bestehen.

    • Prüfe die Aussagen über Zellen.

      Tipps

      Zellatmung und Fotosynthese sind unterschiedliche Stoffwechselvorgänge und finden in unterschiedlichen Organellen statt.

      Lösung

      Tierische Zellen besitzen im Gegensatz zu pflanzlichen Zellen keine Chloroplasten. In den Chloroplasten findet die Fotosynthese statt. Mitochondrien sind die Kraftwerke der Zellen. In ihnen findet die Zellatmung statt.

    • Ordne die Begriffe von der kleinsten Einheit bis hin zum Organismus.

      Tipps

      Das Gehirn ist ein Organ.

      Ein Organ besteht aus aus unterschiedlichen Zellen und Geweben.

      Das Nervensystem ist ein Organsystem.

      Ein Organsystem ist eine funktionell zusammen gehörende Gruppe von Organen.

      Lösung

      Auf dem Weg zum Organismus schließen sich verschiedene kleinere Einheiten zusammen. Dabei beginnt der Weg mit der kleinsten Einheit, der Zelle. Zellen eines Zelltyps schließen sich zu einem Gewebe zusammen. In diesem Beispiel also die Nervenzellen zum Nervengewebe. Viele Gewebe wiederum schließen sich zu einem Organ zusammen, wie zum Beispiel das Gehirn, welches zu einem großen Teil aus Nervengewebe besteht, aber zum Beispiel auch aus Fettgewebe. Mehrere Organe wiederum ergeben ein ganzes System im Körper. So gehört das Gehirn zum Nervensystem, genauso wie das Rückenmark. Die vielen Organe ergänzen sich dann zu einem funktionierenden Organismus, wie zum Beispiel einem Menschen.

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