Die pflanzliche Zelle
Die pflanzliche Zelle
ƒ Apoplast: Zellwand und Ausscheidungsprodukte
ƒ Protoplasten benachbarter Zellen verbunden: Plasmodesmen (30 - 50 nm)
ƒ Symplast: physiologische Einheit
(Protoplasten + Plasmodemata)
Grundstruktur der Zelle
ƒ Zellmembran der Zelloberfläche (Plasmalemma)
– Barriere
– selektive Schleuse und Kommunikation
ƒ Im Inneren: Protoplasma
ƒ Endomembranen (Kompartimente,
Organellen..)
Aufbau von Biomembranen
ƒ DAVSON und DANIELLI: bimolekularer
Lipoidfilm, von beiden Seiten mit Proteinen
bedeckt
ƒ Modifikation: „Fluid-mosaic“
– Phospholipid Doppelschicht
– Proteine:
ƒ Integral
ƒ Peripher
ƒ Biomembranen: meist assymetrisch
Aufbau von Biomembranen
Grundstruktur des Protoplasmas
ƒ Trockensubstanz:
– 50% Proteine
– 2-3% Lipoide
– Rest: Kohlenhydrate, Fette, Nucleinsäuren, anorganische Salze u.a.
ƒ Kolloidähnliche Dispersion
Quellung
ƒ Reversible Einlagerung des Lösungsmittels
(Wasser) zwischen die Moleküle des quellbaren Körpers (= reversible Volums- und
Gewichtszunahme)
ƒ Begrenzt, unbegrenzt quellbar; Quellungsdruck
ƒ Sol (molekulardisperse Proteinlösung) - Gel
(Vernetzung, Gerüst)
Ribosomen
Bestehen aus rRNA und Proteinen
An ihnen erfolgt die Proteinbiosynthese
2 Größeklassen 80 S und 70 S
S = Svedberg = Einheit des Sedimentationskoeffizienten (20° C, 10-13s)
ƒ 2 morphologische und funktionelle Untereinheiten
ƒ 70 S: Prokaryonten, 80 S: Eukaryonten
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Ribosomen
ƒ Oft an mRNA perlschnurartig aneinandergereiht: Polyribosomen oder Polysomen
ƒ Polysomen für sekretorische Proteine und
Glykoproteine: membrangebunden. Große
Untereinheit sitzt im ER
ƒ 20 000 bis 30 000 pro Zelle (40 % der
Trockenmasse bei wachsenden Zellen!)
Endoplasmatisches Reticulum
ƒ ER: durchzieht Cytoplasma, 5 - 6 nm dick,
von Biomembranen begrenzt
ƒ Kommunizierendes System von Hohlräumen, Kanälen und Zisternen
ƒ Inhalt in Zusammensetzung wesentlich vom
Cytoplasma unterschieden; Ca-Speicher
ƒ In Bewegung
ƒ „Glattes“ und „rauhes“ ER (Proteinsynthese)
Golgi Apparat
ƒ Gesamtheit = Dictyosomen
ƒ Stapel abgeflachter, durch Membranen begrenzter Hohlräume
ƒ Proteine des rER werden weitergeschleust,
auch Synthese und Um- und Abbau
ƒ cis (=Regenreations-, Bildungsseite) und
trans-Seite (=Sekretions-, Reifungsseite)
ƒ Zisternenprogression oder Vesikeltransport
Dictyosom, 3-D Modell
trans - Seite
Vesikel
cis - Seite
Vakuole
ƒ Begrenzung durch eine einfache Membran:
Tonoplast
ƒ Saures Innenmedium
ƒ Speicher von Proteinen, Salzen, sekundäre
Stoffwechselprodukte (Coffein, Opiate etc.),
wasserlosliche Farbstoffe (Anthocyan,
Betacyan)
ƒ Regulation des Turgors
ƒ Kristalle
Der Zellkern (Nucleus)
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Genetisches Steuerzentrum
„Kommandozentrale“
Enthält Chromosomen mit Genen
Oft Form einer Kugel
Meist 5 bis 25 µm Durchmesser
Homogen, stärker lichtbrechend als das
Plasma
Die Organisation des Zellkerns
ƒ Kernhülle:
– 2 ca. 7,5 nm dicke Membranen
– dazwischen: perinucleärer Raum (10 -15 nm)
steht mit dem Innenraum des ER in Verbindung
– Poren (20 bis 100 nm)
ƒ Kernlamina (Faserschicht aus Proteinen)
ƒ Karyoplasma:
– Enzym- und Strukturproteine
Die Organisation des Zellkerns
ƒ Chromosomen und Chromatin
(Phasenkontrast od. basische Farbstoffe):
– Euchromatin
– Heterochromatin
ƒ Nukleolus:
– Ein od. mehrere (Nukleoli)
– Vorstufen der ribosomalen RNA (45 S)
Kern- und Zellzyklus
Kern- und Zellzyklus
ƒ Mitose (Karyokinese)
– Chromosomen in 2 identische Längs-hälften
gespalten: Chromatiden
– Aufteilung auf die Tochterkerne
– Rückbildung des Interphasekerns
– Kontinuierlich ablaufender Vorgang
– Pro-, Meta-, Ana- und Telophase
Plastiden
ƒ Für photoautotrophe Organismen
(Ausnahme: photoautotrophe Prokaryoten)
charakteristisch
ƒ Plastidenhülle (2 Biomembranen)
ƒ Eigene DNA
ƒ Endosymbionten-Theorie
ƒ Proplastiden - Umwandlung
Plastiden
ƒ Chloroplasten
ƒ Chromoplasten
ƒ Leukoplasten
Chromatophoren
Chloroplasten
ƒ Organellen der Photosynthese
ƒ Enthalten:
– Chlorophylle
– Carotinoide
– u.U. Phycobiliproteine
Plastoglobuli
Assimilationsstärke
Stromathylakoid
DNA
Granathylakoid
Chlorophyll a
ƒ 4 Methyl-, 1 Ethyl-, 1 Vinylgruppe;
Propionsäurerest, mit Phytol (langkettiger Alkohol
C20H39OH) verestert
ƒ Kommt bei allen photosynthetischen Organismen
einschließlich Cyanobakterien vor, nicht aber bei
anderen phototrophen Bakterien
(Bakteriochlorophyll!)
ƒ Photosynthetisch aktiv!
Thylakoidmembran
Thylakoidmembran,, schematisch
wasseranziehender Kopf
Phospholipidschicht
wasserabstossender
Phytolschwanz
Carotinoid
Mitochondrien
ƒ Kugelig, fädig, langgestreckt, manchmal
verzweigt
ƒ 1 bis mehrere µm lang, Durchmesser 0,5 bis
1,5 µm
ƒ Hülle (Doppelmembran)
ƒ Eigene DNA
ƒ Querteilung
ƒ Sitz der Atmung
Die Zellwand
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Mitellamelle
Primärwand
Sekundärwand
Tertiärwand
Zellulose
ƒ Grundbaustein: Zellobiose; β-glykosidische
Bindung zweier Glucosemoleküle
ƒ Langgestreckte Ketten
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Stärke (Amylose, α-glycosidische Bindung)
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Cellulose (β-glycosidische Bindung)
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Grundbegriffe der Biologie Teil 2