Biologie

Herzlich willkommen!
Passerelle
Biologie
Organisation
• Semesterplan
• Campbell Biologie, ppt
• Übersichtsplanung pro Thema
• Vorbereitung / Nachbearbeitung:
1-2h / Woche
• Anwesenheit, Pünktlichkeit, Gründlichkeit
• 5-6 Prüfungen à 80 min
• Eigenverantwortung
Was ist «Biologie»?
aus Wikipedia, der freien Enzyklopädie:
 Biologie (altgr. βίος bíos ‚Leben‘ und λόγος lógos ‚Lehre‘) ist die
Wissenschaft des Lebendigen. Sie befasst sich mit allgemeinen
Gesetzmäßigkeiten des Lebendigen, aber auch mit den
speziellen Besonderheiten der Lebewesen, ihrem Aufbau, ihrer
Organisation und Entwicklung sowie ihren vielfältigen Strukturen
und Prozessen.
Was ist «Leben»?
7 Eigenschaften des Lebens…
1. Stoffwechsel: Aufbau, Abbau und Umwandlung von
Stoffen im Körper
2. (Eigenständige Fortbewegung)
3. Reaktion auf Reize von Aussen
4. Eigenständige Fortpflanzung
5. Wachstum, Vererbung und Entwicklung
6. Organisieren und regulieren sich selbst (Homöostase)
7. Evolutionäre Anpassung
5
Fortpflanzung:
Zellteilung (Mitose)
Geschlechtliche Fortpflanzung (Meiose)
Vegetative/
ungeschlechtliche
Vermehrung
Klone,
genetisch
identisch
6
Vererbung, Wachstum, Entwicklung:
DNA:
Alle Informationen sind darin gespeichert
7
Soffwechsel:
Aufbau, Abbau und Umwandlung von Stoffen
8
Reaktionen auf die Umwelt, Reize:
Äusserer Reiz (durch Umwelt):
Innerer Reiz (im Körper):
Tiefer Blutzuckerspiegel
Reaktion
9
Homöostase:
Selbstregulation,
Anpassung an die Umwelt
1
0
Evolutionäre Anpassung:
Hermeline, Frettchen:
Sommerfell: braun
Winterfell: weiss, dick
Kap. 6: Zellbiologie
Zelle = kleinste Einheit des Lebens
Quelle: www.bilder.mpg.de
Biologische Systeme und ihre
Ebenen
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
Biosphäre
Ökosystem
Lebensgemeinschaft
Population
Organismus
Organ
Gewebe
Zelle
Zellorganell
Biomolekül
Untersuchungen von
Zellen mittels Mikroskopie
Die Geschichte der Zellbiologie
1665: Robert HOOKE prägte den Begriff Zelle (cellula, Kämmerchen),
nachdem er diese im Gewebe des Flaschenkorks mit Hilfe eines der ersten
Mikroskope entdeckte und detailliert aufzeichnete.
Um 1680:
Antoni van LEEUWENHOEK
entdeckt mit einem selbstgebauten
Mikroskop Einzeller, Spermatozoen
und Bakterien
Blutzellen
1839:
Zelltheorie: Alle Lebewesen sind aus Zellen und ihren Produkten aufgebaut.
Grundsatz der Biologie: Jede Zelle entsteht aus einer Zelle.
Rasterelektronenmikroskop
(REM)
Quelle: www. ruhr-uni-bochum.de
Transmissionselektronenmikroskop
(TEM)
Quelle: www.metalle.uni-bayreuth.de
Lichtmikroskop
(LM)
Quelle: www.u-helmich.de
Lichtmikroskop
Transmissions-Elektronen-Mikroskop (TEM)
Raster-Elektronen-Mikroskop (REM)
Erythrozyten und Leukozyt
Quelle. www. micro.ronaldschulte.nl
Erythrozyten und Trypanosomen
Quelle. www.botanik.de
Influenzavirus
Quelle: www.spiegel.de
Zelltypen
Bakterien =
prokaryotische Zellen
Pflanzen und tierische Zellen =
eukaryotische Zellen
Warum gibt es keine Riesenzellen?
Oberfläche und Volumen
Länge 2m
Breite 2m
Höhe 2m
Länge 4m
Breite 4m
Höhe 4m
Oberfläche 24m2
Volumen
8m3
Grösseres
Verhältnis,
Faktor 3
Oberfläche 96m2
Volumen
64m3
Kleineres
Verhältnis,
Faktor 1.5
Das Volumen nimmt in der dritten Potenz zu, die Oberfläche im Quadrat. Dadurch
verringert sich das Verhältnis von Oberfläche zum Volumen eines Körpers.
Kleine Körper haben im Verhältnis zu ihrem Volumen eine relative grosse Oberfläche!
Warum gibt es keine Riesenzellen?
Viele kleine Zellen
Stoffaustausch
erfolgt
viel
schneller,
da
viel
mehr
Oberfläche zur Verfügung steht.
(Diffusion)
Riesenzelle
Stoffaustausch durch Diffusion erfolgt
langsam.
Zellen haben eine optimierte Grösse, um nicht zu viel Wärme zu verlieren.
Einzeller vs. Vielzeller
Spezialisierung!
Quelle:www.spiegel.de
Quelle: www.imagesanimal.blogspot.com
Organisationsstufen eines Organismus
Zelle
Gewebe
Organ
Organsystem Organismus
Die tierische Zelle
Cytoplasma
Das Cytoplasma ist der gesamte lebende Inhalt einer Zelle, der
nach außen hin von der Zellmembran umschlossen wird.
Das Cytoplasma besteht
aus:
- Zellflüssigkeit (Cytosol)
- Zellskelett (Cytoskelett)
- Zellorganellen
Quelle: www.biokurs.de
Der Zellkern
• enthält
Erbinformation
(Gene)
• steuert
Zellvorgänge
• doppelte
Membran
• Kernporen
• Kernkörperchen
Das endoplasmatische Retikulum
• sehr variabel
• System aus Kanälen, Röhren
& Bläschen
• Verbindung zu Kernmembran &
Golgi-Apparat
• rauhes (mit Ribosomen) &
glattes (ohne Ribosomen) ER
Das Ribosom
• Proteinsynthese
• frei im Zellplasma oder am ER
Der Golgi-Apparat
• Stapel flacher membranumgrenzter Räume
• Lagerung & Umbau von Stoffen aus dem ER
• schnürt Vesikel ab
Das Lysosom
Das Mitochondrium
• Zellatmung (Kraftwerke der Zellen):
Glukose + O2 → CO2 + Wasser (H2O) + Energie (ATP) und Wärme
• besitzt eigene Erbinformation
• Vermutung: eingewandertes Bakterium
Das Cytoskelett
Zellmembran / Plasmamembran
Zellmembran / Plasmamembran
Extrazelluläre Flüssigkeit
• grenzt Zelle nach
aussen hin ab
• semipermeabel
• regelt Stoffaustausch
mit Umgebung
Zytoskelett
Zellflüssigkeit
Die Pflanzenzelle
Nur bei Pflanzen: Chloroplasten
• Ort der Photosynthese:
• CO2 + Wasser (H2O) + Licht → Glukose + O2
• Vermutung: eingewandertes Bakterium
• Besitzt eigene Erbinformation
Nur bei Pflanzen: Vakuole
• Speicherung von Wasser und darin
gelöster Stoffe
• Macht
ca.
¾
Zellvolumens aus
des
gesamten
Nur bei Pflanzen: Zellwand
• Befindet sich ausserhalb der
Zellmembran
• Sorgt für Struktur, Schutz und
Stabilität der Zelle
• Wirkt
dem
Druck
Zellsaftvakuole entgegen
der
Die Endosymbiontentheorie:
Entstehung der Mitochondrien und Chloroplasten durch
eingewanderte Bakterien
Campbell, S. 334
Das Bakterium
Bakterien besitzen auch eine
Zellwand, jedoch ist diese anders
aufgebaut als die der Pflanzen!