Zellbiologie, Bau und Aufgabe Folgende Aufgaben sollen in

Zellbiologie, Bau und Aufgabe
Folgende Aufgaben sollen in Zweiergruppen schriftlich (evtl. mit Computer) bearbeitet werden,
- die mikroskopischen Zeichnungen müssen von jedem Schüler angefertigt werden.
Wichtig ist, jeweils gleich beim Übernehmen von Inhalten die Quelle dazuzuschreiben.
Die Ergebnisse werden für jede Gruppe am Ende abgegeben und benotet.
Ihr solltet in den nächsten 5 Bio-Stunden die 4 mikroskopischen Präparate schaffen und
parallel zu Hause die Seite 10 im Natura 7-10 und das AP lesen und die Aufgabe 5 bearbeiten.
Für die restlichen drei Aufgaben stehen euch dann noch 3 weitere Unterrichtsstunden zur Verfügung.
Mikroskopische Zeichnungen müssen mit Bleistift und in der Regel ohne Buntstifte blattfüllend auf einem
DIN A 4 Blatt ohne Linien angefertigt werden,
Überschrift und Beschriftungen mit Tinte oder Kugelschreiber. In der Überschrift muss der botanische (zoologische) und deutsche Name und der Körperteil des Objekts benannt werden.
Die Zeichnung soll das mikroskopische Präparat wiedergeben, achtet dabei auf die relativen Größen und die
Lage von Zelle und Organellen.
In den Zellen müssen Zellwand, Zellkern, Zellmembran, Zellplasma=Cytoplasma, Chloroplasten, Vakuole,
Mitochondrien beschriftet werden, soweit sie zu sehen sind.
Wir werden in der ersten Stunde gemeinsam die Teile eines Mikroskops anhand der Beschreibung auf S. 14,
Natura 7-10 benennen.
Beim Mikroskopieren solltet ihr diese Buchseite auch aufgeschlagen neben euch haben, damit ihr die
Schritte immer wieder nachlesen könnt und das Mikroskop nicht beschädigt.
1. Mikroskopiert ein Nasspräparat der Küchenzwiebelhaut (Anleitung s. Natura 7-10 S. 14)
Zeichnet eine 1 Zelle (mit Organellen) und 4 der angrenzenden Zellen.
2. Mikroskopiert und zeichnet ein Nasspräparat der menschlichen Mundschleimhaut.
Durchführung: Es wird mit einem Kunststofflöffel oder dem Fingenagel vorsichtig an der Innenseite der eigenen Wange oberflächlich etwas Schleimhaut abgeschabt.
Das Klümpchen wird auf dem Objektträger flach gedrückt, ein Tropfen Wasser draufgetropft und dann mit Methylenblau angefärbt (s. S. 14, Anfärben von Präparaten)
3. Mikroskopiert und zeichnet zwei verschiedene Einzeller und ein Bakterium aus dem Heuaufguss (s. S. 15),
sucht nach „doppelten“, in Teilung befindlichen Einzellern.
Erläuterungen und Aufbau von Bakterien s. S. 221
4.Mikroskopiert und zeichnet eine 1 Zelle (mit Organellen) und 4 der angrenzenden Zellen eines
Nasspräparates vom Blättchen der Wasserpest.
5. a. Gebt in einer Tabelle die bei Pflanzen, Tieren und Bakterien vorkommenden oben genannten Bestandteile und deren Aufgaben an.
Schreibt für Zellatmung und Fotosynthese die Wörtergleichung auf, also welche Edukte, Anfangsstoffe zu welchen Produkten, Endstoffen chemisch reagieren.
b.Erläutert die Zusammenarbeit der Organellen in einer Wasserpestzelle.
c. Zählt einige Lebewesen auf, die zu den Prokaryoten und einige, die zu den Eukaryoten gehören.
d.Definiert und ordnet den folgenden Begriffen die zugehörigen Pflanzenteile zu:
Organismus, Organ, Gewebe, Zelle und Zellorganell.
e.Erläutert die Zusammenarbeit der Organe im Körper.
6. Vergleicht das Modell einer Zelle mit eurer Zeichnung und der Wirklichkeit.
Nennt die Aufgaben des Zellmodells und Unterschiede zur Wirklichkeit.
7. Erläutert die Bedeutung der Zellverdopplung für das Wachstum von Organismen.
Alle Lebewesen bestehen aus Zellen
Vergleicht man verschiedene biologische Objekte unter dem Mikroskop miteinander, so stellt man immer eine
Gemeinsamkeit fest: Man erkennt viele gegeneinander abgegrenzte Räume. Diese kleinen Kammern werden
als Zellen bezeichnet. Sie sind immer von einer Art Hülle umschlossen und meist länglich.
Funktionell abgegrenzte Bestandteile der Zellen werden als Organellen bezeichnet.
Die sowohl in Pflanzen- als auch in Tierzellen vorhandenen Mitochondrien sind so klein, dass sie im Lichtmikroskop nur als kleine schwarze Punkte zu sehen sind. In diesen Organellen wird der von Pflanzen hergestellte
Zucker zusammen mit dem aus der Luft aufgenommenen Sauerstoff zu Kohlendioxid und Wasser verarbeitet.
Dieser Vorgang wird als Zellatmung bezeichnet. Die Energie, die dabei frei wird, kann z. B. zum Laufen, Denken, Wachsen verwendet werden.
Pflanzenzellen
Nach außen hin sind Pflanzenzellen von einer stabilen und derben Zellwand umschlossen. Sie verleiht ihnen
Festigkeit. Im Innern von Pflanzenzellen erkennt man ein rundliches Gebilde, den Zellkern. Er ist in jeder
Zelle vorhanden und steuert alle Lebensvorgänge. Er beinhaltet alle Erbinformationen der Zelle. Der Zellkern
liegt in einer farblosen Masse, die Zellplasma genannt wird. In der Mitte der Zelle ist der Zellsaftraum (Vakuole). Er ist mit wässriger Flüssigkeit gefüllt, die auch Mineralien (Salze), Zucker, Abfallstoffe etc. beinhaltet:
Die Vakuole dient somit als Speicher. Da die Vakuole meist prall mit Wasser gefüllt ist, verleiht sie der Zelle
Festigkeit. Sehr dünne Häute, die innere und äußere Plasmahaut (Membran), grenzen das Zellplasma zur Zellwand bzw. zur Vakuole hin ab. An ihnen entscheidet sich, welche Stoffe die Zelle verlassen oder in die Zelle
gelangen dürfen.
Im Zellplasma befinden sich außer dem Zellkern noch viele kleine grüne Körner. Sie enthalten das Blattgrün
(Chlorophyll) und heißen daher Blattgrünkörner oder Chloroplasten. In ihnen findet die Fotosynthese statt.
Kompartimentierung
Die Vakuole ist durch die Plasmahaut vom Rest der Zelle abgetrennt. Die Zusammensetzung der Vakuole entspricht auch nicht dem Rest der Zelle. Daher kann man sie als eigenständigen Raum in einer Zelle betrachten.
Man spricht von einem so genannten Kompartiment. Dies ist von Vorteil für die Zelle, da so in der Vakuole
andere Vorgänge stattfinden können, als dies im Rest der Zelle der Fall ist.
Ganz ähnlich verhält es sich mit den anderen Zellbestandteilen: So ist die Zusammensetzung der Vakuole sehr
verschieden von der des Chloroplasten. Dessen Inhaltsstoffe sind wiederum andere als die des Zellkerns usw.
Die gesamte Zelle ist somit kompartimentiert.
Die Kompartimentierung ermöglicht es der Zelle, zur selben Zeit verschiedene Vorgänge ablaufen zu lassen.
Die Zelle ist daher arbeitsteilig organisiert. Bestünde die Zelle nur aus einem großen Raum, so müssten alle lebenswichtigen Vorgänge nacheinander ablaufen oder es entstünde ein heilloses Chaos bei gleichzeitigem Ablauf.
Die Kompartimentierung sorgt somit für Ordnung im System Zelle. Da man Arbeitsteilung immer wieder in den
verschiedensten Ausprägungen bei Lebewesen findet, spricht man vom Basiskonzept Kompartimentierung.
Zellen bei Mensch und Tier
Schabt man mit einem Löffel über die Mundschleimhaut und stellt anschließend daraus ein mikroskopisches
Nasspräparat her, so erkennt man ebenfalls Zellen unter dem Mikroskop. Wie Pflanzenzellen besitzen auch sie
einen Zellkern. Allerdings findet man keine Chloroplasten, tierische Zellen können daher keine Fotosynthese
betreiben. Im Gegensatz zu Pflanzenzellen findet man keine Zellwand; Tierzellen sind nur von einer dünnen
Plasmahaut (Membran) umgeben. Sie stellt die äußere Begrenzung der Zelle dar. Eine Vakuole ist bei Zellen
von Tier und Mensch im Unterschied zu Pflanzenzellen nicht vorhanden.
Zellen sind dreidimensional
Im mikroskopischen Bild sieht eine Zelle flach aus. Dies liegt daran, dass man mit ihm jeweils nur eine ganz
dünne Schicht scharf erkennen kann. Dreht man langsam am Feintrieb, so kann man nach und nach verschiedene Schichten sehen: So ergibt sich ein dreidimensionales Bild der Zelle. Man kann die Zelle mit einem
durchsichtigen Behälter vergleichen, in dem alle Inhalte übereinander geschichtet sind.
Von der Zelle zum vielzelligen Lebewesen
Beim Blatt der Wasserpest erkennt man unter dem Mikroskop viele gleichartige Zellen, die eng beieinander liegen und aneinander haften. Ein solcher Zellverband heißt Gewebe. Die verschiedenen Organe der vielzelligen
Lebewesen bestehen ihrerseits aus Geweben. Je nach Funktion des Organs können die Zellen unterschiedlich
gestaltet sein. Sie besitzen jedoch alle den gleichen Grundbauplan.
Zelltypen
Alle Zellen besitzen zwar denselben Grundbauplan, jedoch gibt es erstaunliche Abweichungen von diesem. Häufig stellt man in diesem Zusammenhang Übereinstimmungen zwischen der Aufgabe eines Gewebes
oder Organs und dem Bau der in ihnen enthaltenen Zellen fest. Man kann
dann darin das Basiskonzept „Struktur und Funktion“ wiederfinden.
Steinzellen (a) sind Zellen, deren Wand ausgesprochen stark verdickt ist.
Im mikroskopischen Bild wirken sie zunächst so, als bestünden sie nur
noch aus Zellwand. Man findet sie zum Beispiel in Birnen und in Nussschalen (hier dienen sie der Festigung).
Drüsenzellen (b) findet man zum Beispiel bei Brennnesseln. Sie sind langgestreckt,
wobei der obere Teil zunächst spitz zuläuft und in einer kleinen Kuppe endet. Am
Übergang zwischen Schaft und Kuppe befindet sich eine Bruchstelle. Kommt man
gegen diesen Teil der Zelle, bricht die Kuppe ab
und die scharfkantige Bruchstelle bohrt sich in
die Haut. Durch den dabei ausgeübten Druck
wird der Zellsaft aus der Drüsenzelle in die Haut
gedrückt. Der Zellsaft beinhaltet stark juckende
und brennende Stoffe, was man unmittelbar nach
dem Berühren einer Brennnessel spürt.
Drüsenzellen (c, gefärbt) gibt es auch in der Magenwand der Menschen, sie stellen die Salzsäure
her, die für die Verdauung benötigt wird
Nervenzellen (e, ebenfalls gefärbt, nur der Zellkörper, die Axone (eine der Verzweigungen) können meterlang werden, passen also nicht unter
das Mikroskop) leiten Informationen vom Sinnesorgan zum Gehirn, vom Gehirn zum Erfolgsorgan oder wirken innerhalb des Gehirns. Die
Zellkörper besitzen sehr viele Verzweigungen.
Dies ermöglicht ihnen vielfältige Kontakte zu
anderen Nervenzellen. Die Informationen können so schnell verarbeitet werden. Außerdem ist
sichergestellt, dass immer möglichst viele Stellen im Körper über die ablaufenden Vorgänge
informiert sind.
Tracheen (d, rot gefärbte Zellen, tatsächlich sind sie bräunlich) sind Zusammenschlüsse aus langgestreckten Zellen,
die der Wasserleitung in Pflanzen dienen. Da in ihnen ständig ein mehr oder weniger starker Sog von der Wurzel bis
hin zum Blatt ausgeübt wird, sind ihre Längswände stark
verdickt. Dies wirkt auch festigend auf die Pflanze. Zwischen zwei übereinander liegenden Tracheen sind die Zellwände mit vielen Löcher durchsiebt. So wird der Wasserstrom aufwärts möglichst wenig behindert.
© Natura 7/8