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Schule > Biologie > Grundlagen der Biologie > Zusammenfassung Cytologie (Biologie, 11. Klasse)

Biologie-Stoffsammlung

1.Halbjahr MSS11
Thema: Cytologie
1. Betrachtung der Zelle
1.1. Mit dem Lichtmikroskop

1.1.1. Bauteile und Funktionen des Lichtmikroskops:
Okular Vergrößerung des Zwischenbildes; Linsensystem zur Betrachtung
Tubus bringt Okular und Objektiv in entsprechenden Abstand, sodass ein Zwischenbild ent-
stehen kann
Objektiv Vergrößerung; erzeugt das Zwischenbild
Objektklammer Fixierung des Objektes
Objekttisch Fixierung des Objektes
(Kreuztisch) Feinfixierung des Objektes
Kondensor mit optimale Ausleuchtung des Objektes; verhindert Bildfehler; Veränderung des Auflö-
Blende sungsvermögens, des Kontrastes und der Schärfe
Lichtquelle durchstrahlt das Objekt (wichtig zur Bildentstehung)
Standfuß trägt das Stativ
Stativ Halterung für die wichtigsten Bauteile
Grobtrieb Einstellung der Tischhöhe
Feintrieb Einstellung der Schärfe
Revolver Wechsel der Vergößerung

1.1.2. Bildentstehung:
Es gibt zwei Linsenformen,
die konvexe und die konkave Linse, aus denen die Linsensysteme
Sammellinse und Zerstreuungslinse bestehen.
An der Linse werden die Lichtstrahlen gebrochen, die dann hinter der Linse in Form von Parallel-, Brennpunkt- oder Mittelpunktstrahlen einfallen. Der Brennpunkt ist dabei der (Schnitt-)Punkt, an dem sich die gebrochenen Strahlen treffen. Die Optische Achse ist eine Gerade durch Linse, Mittel- und Brennpunkt(-e). Als Brennweite bezeichnet man die Entfernung vom Mittel- zum Brennpunkt.

Es gibt drei Arten von Strahlen, die gebrochen werden und somit ein Bild (oder auch Zwischenbild) am Brennpunkt produzieren:
Parallelstrahlen Brennpunktstrahlen Mittelpunktstrahlen

1.1.3. Reales und virtuelles Bild:
Bei diesen Strahlengängen entsteht ein Bild, ein so genanntes reelles Bild, hinter der Linse. Dieses Bild kann auf einer Fotoplatte/ einem Schirm abgebildet werden und ist im Gegensatz zum Gegenstand umgekehrt. Die Größe des Bildes kann sich von der des Gegenstandes unterscheiden, muss es aber nicht. Das virtuelle Bild ist eine zweidimensionale, optische Abbildung eines Gegenstandes, die nicht auf einem Schirm/ einer Fotoplatte abgebildet werden kann. Das Objekt liegt innerhalb der Brennweite und das Objekt entsteht vor der Linse.

Reell: Virtuell:
Beim Mikroskop entsteht mit Hilfe des Objektivs ein reelles Zwischenbild. Dieses befindet sich innerhalb der einfachen Brennweite des Okulares. Das Okular wirkt wie eine Lupe.
1.2. Das Lichtmikroskopische Bild der Zelle

1.2.1. Tierzelle und Pflanzenzelle im direkten Vergleich:
<-Zellplasma->
<-Zellkern->
Zellwand->
Vakuole->
(Zellsaftraum)
Chloroplasten->

<-Zellmembran->
Im Gegensatz zur Tierzelle hat die Pflanzenzelle schon beim ungenauen Blick durch das Lichtmikroskop deutlich mehr Organellen. Hauptunterschiede sind das Vorhandensein einer Zellwand, einer Vakuole und der Chloroplasten bei der Pflanzenzelle.

1.2.2. Historischer Abriss über die Zellforschung:
Jahr Entdeckung
Zelllwand
Chloroplasten
Nukleolus = Kernkörperchen
Zellplasma, Tonoplasten, Vakuole
Golgi-Apparat, Mitochondrium
1.3. Mit dem Elektronenmikroskop

1.3.1. Bauteile und Funktionen des Elektronenmikroskops:
Tubus ist eine metallene Elektronenstrahlröhre mit Hochvakuum
Objektiv (elektromagnetische Felder) entwirft ein Zwischenbild
Kathodenstrahler sendet (emitiert) Elektronen aus
Anode bündelt und beschleunigt Elektronen zum Elektronenstrahl
Kondensor Elektronenmagnetische „Linsen“ bündelt die Strahlen auf das Objekt
Objektschleuse Präparat in einer Objektpatrone wird über die Objektschleuse in den Tubus e
eingeführt
Kontrastblende abfangen/auffangen gestreuter Strahlen
Zwischenbild =
Projektiv projeziert Zwischenbild auf den Leuchtschirm
Einblickfenster reelles Bild vergrößert
Leuchtschirm fängt das Abbild auf
Fotoplatte hier wird das Bild abgebildet und festgehalten
Vertikalrohr Pumpe zur Erzeugung des Hochvakuums

1.3.2. Bildentstehung im EM:
Das Elektronenmikroskop ist eine Metallröhre in der ein Hochvakuum herrscht, da der Sauerstoff die Elektronen (der Strahlungsquelle) streuen würde und so kein Bild entstände. Glaslinsen werden im EM durch elektromagnetische Spulen ersetzt und als Strahlungsquelle sitzt im EM ein Kathodenstrahler, der bei 50.000 bis 100.000 Volt hoch beschleunigt Elektronen aussendet, die von Spulen abgelenkt werden. Objektiv, Okular, Kondensor und Blenden regulieren die Strahlungsmenge und Vergrößerung des entstehenden Bildes, welches auf einer Fotoplatte fixiert wird, dies ist nicht direkt beobachtbar. Um ein brauchbares Bild zu erhalten muss das Objekt wasserfrei und mit einem Mikrotom geschnitten sein. Das Objekt, welches zu präparieren +/- 1 Woche dauert muss auf einen Objektträger aus Draht, einem Drahtnetz ins EM eingeführt werden. Die Leistungsfähigkeit des EM ist im Vergleich zum LM 1000mal so hoch.
2. Strukturebenen des Lebendigen
2.1. Allgemein

2.1.1. Skizzenhafte Darstellung der Strukturebenen:
Ökosystem
Organismus
Organe
Gewebe
Zelle
2.2. Die Zelle

2.2.1. Zelltypen
Die Gestalt einer Zelle ist ihrer Leistung angepasst. Pflanzliche Zellen, die der Wasserleitung dienen haben beispielsweise einen deutlich größeren Durchmesser als andere Gewebszellen. Sie sind extrem lang gestreckt, ihre Zellwände sind an bestimmten Stellen verstärkt und oft verbinden sie viele Zellen zu Gefäßen. In voll funktionsfähigen Gefäßen sind die Querwände durchbrochen, wodurch die Zellen dann absterben.
Faserzellen: - verleihen dem Pflanzenkörper Festigkeit; haben eine lang gestreckte Form; ihre Zellwand ist so verdickt das ihr Zellinneres winzig erscheint;
Fotosynthese betreibende Zellen: - Vielzahl von Chloroplasten sind charakterisierend;
Speicherzellen: - weisen vermehrt Leukoplasten zur Stärkespeicherung auf;
Nervenzellen: - kommen nur bei Tieren vor; haben lange vielfach verzweigte Ausläufer; nehmen über diese (Dendriten) Informationen auf;
Rote Blutkörperchen: - haben eine abgeflachte Form; enthalten weder Zellkern noch andere Organellen; enthalten Hämoglobin, was sie zum Gastransport optimiert; sind sehr biegsam;
Zellen aus dem Dünndarm: - haben Transportaufgaben; asymmetrisch gebaut; bilden fingerförmige Ausstülpungen so genannte Mikrovilli; daraus wird die Zelloberfläche um das 30fache vergrößert -> Erhöhung der Transportkapazität
2.3. Das Gewebe

2.3.1. Gewebetypen
Gewebe bestehen aus unterschiedlich differenzierten Zellen eines Organismus und bilden einen Verband von Zellen mit ähnlicher Form und Funktion. Pflanzliche Gewebe haben anders als Tierische ein lebenslanges Wachstum, allerdings behalten nur Zellen bestimmter Gewebe dauerhaft ihre Teilungsfähigkeit. Diese Gewebe heißen Meristeme und befinden sich in den Spitzen von Wurzel und Spross. Die Zellen sind annähernd würfelförmig und haben nur dünne Zellwände und kaum Vakuolen. Wenig differenzierte Zellen entwickeln sich zu den ausdifferenzierten Zellen des Dauergewebes. Am wenigsten spezialisierte Gewebe sind die Grundgewebe oder Parenchyme, die sich in allen Organen der Pflanze befinden, die anderen sind in das Parenchym eingebettet. Festigungsgewebe verleihen dem Pflanzenkörper Stabilität gegenüber Zug- und Druckbelastung und bestehen aus teilweise oder vollständig verdickten Wänden. Häufig sind die Zellen abgestorben, besonders wen sie durch Einlagerung von Kristallen oder anderen Stoffen zusätzlich verfestigt sind. Festigungselemente wie den Faserzellen sind auch im Leitgewebe enthalten, das den gesamten Pflanzenkörper durchzieht und diesen mit Wasser und darin aufgelösten Mineralstoffen versorgt. Weiterhin sorgt es für den Transport von Fotosyntheseprodukten. Das Abschlussgewebe begrenzt den Pflanzenkörper nach aussen, die Aussenwände sind oft deutlich verdickt und mit einem zusätzlichen Verdunstungsschutz versehen. Tierische Gewebe sind viel vielfältiger als die Pflanzlichen. Organe des tierischen Organismus sind durch ein- oder mehrschichtige Deckgewebe oder Epithelien begrenzt und nach aussen mit einem Verdunstungsschutz in Form einer Hornschicht oder Kalkschale aufgelagert. Drüsen und Auskleidungen der Blutgefäße gehören ebenfalls zu den Epithelien. Das Bindegewebe hat vielfältige Aufgaben und enthält Zellen und Fasern, die in einer Grundsubstanz eingebettet sind. Es umfasst Bänder, Sehnen, aber auch Knorpel- und Knochengewebe. Das Muskelgewebe besteht aus lang gestreckten Muskelzellen mit kontaktilen Fasern im Zellplasma. Das Nervengewebe dient der Signalübertragung. Währrend die Nervenzellen auf Erregungsleitung spezialisiert sind, dienen andere Zellen deren Schutz und Versorgung mit Nährstoffen.
2.3.2. Allgemeine Zusammenfassung der Zell- und Gewebetypen

Gewebetypen der Pflanze:
- Leitgewebe =
- Festigungsgewebe =
- Mersiteme = dauerhaft teilungsfähig
- Abschlussgewebe =
- Dauergewebe = ausdifferenzierte Zellen
= andere Gewebe sind darin eingebettet

Gewebetypen der Tiere:
- Muskelgewebe =
- Bindegewebe =
- Nervengewebe =
- Deckgewebe =
-> labile Gewebe -> stabile Gewebe -> permanente Gewebe
# Abbau und Bildung relativ schnell # langsame Bildung, langsam- # nur einmal gebildet
# Schleimhäute, Haut, Knochenmark er Abbau # abgestorbene Zellen könen
# Knochen- und Muskelgewebe nicht ersetzt werden
# Nervengewebe
2.4. Unterscheidung von Gewebe uns Stammzellen

Stammzellen:
- sind nicht ausdifferenzierte Zellen – d.h. nicht spezialisiert und spätere Verwendung noch offen
- können ständig neue Tochterzellen bilden, erhalten sich dabei
- werden durch ihr ontogenetisches Alter und Differenzierungspotenzial unterschieden
- können einen ganzen Organismus regenerieren

Gewebe:
- Ansammlung gleichartiger oder unterschiedlich differenzierter Zellen
- Zellen eines Gewebes erfüllen die gleichen Aufgaben des Gewebes
- Alle Organe, Strukturen und sonstigen Inhalte von Tieren und Pflanzen sind einem Gewebe zuzuordnen oder von ihm produziert worden
3. Cytologie
3.1. Aufbau der Zelle
Zellmembran Zellinhalt
+ Zellwand (nur bei = Protoplasma
Pflanzen)
Zellplasma Zellorganellen
3.2. Zellorganellen
3.2.1. Dictyosom
3.2.2. Mitochondrium
3.2.3. Chloroplasten
3.2.4. Lysosom
3.2.5. Endoplasmatisches Retikulum
3.2.6. Ribosom
3.2.6.Zusatz. Unterscheidung der Ribosomen nach ihrem Sedimentationsverhalten

Es Gibt zwei verschiedene Arten von Ribosomen:
Die und die
In: Mitochondrien, Chloroplasten und Bakterien Im: Cytoplasma tierischer und pflanzlicher Zellen
3.3. Übersicht über die Zellorganellen
Ohne Membran mit einer Membran mit zwei Membranen
-Ribosomen -Vakuole -(Zellkern)
-Cytoskellet: -Lysosom -Mitochondrium
Centriole -Dictyosom -Chloroplast
Mikrotubuli -Endoplasmat. Retikulum
Mikrofilamente -Peroxisomen
(Microbody)
3.4. Der Zellkern
3.4.1. Bedeutung, abgeleitet von einem Versuch mit der Meeresalge Acetabularia
In einem Versuch zur Ermittlung der Bedeutung des Zellkerns hat der Forscher Hämmerling die Meeresalge Acetabularia in 3 Teile geschnitten. Nachdem der Stiel und der Hut absterben lässt sich erkennen, dass sich das Rhizoid fortpflanzt und nicht abstirbt. Daraus ergibt sich, dass sich in diesem der Zellkern befinden muss, der die Zelle steuert und die Erdinformationen beinhaltet. Um dies zu beweisen nahm Hämmerling den Rhizoid eines anderen Acetabularia-Typs und kreuzte beide miteinander. Das Ergebnis bewies diese Vermutung, da sich der ausgebildete Hut nach dem vertauschten Rhizoid richtete und nicht nach dem Stiel oder dem Hut. Acetabularia eignet sich daher als ideales Untersuchungsobjekt, weil es ein hohes Regenarationsvermögen und eine sich eignende Dreigliederung hat (Kern befindet sich im Rhizoid). Zudem lässt sich an der Acetabularia alles gut beobachten, da sie nicht mikroskopiert werden muss oder ähnliches.
3.4.2. Aufbau und Funktion des Zellkerns
3.5. Präparationstechniken zur Untersuchung einer Zelle
3.5.1. im Elektronenmikroskop

3.5.1.1. Ultradünnschnitt
Das Präparat von 1mm Durchmesser wird weiterverarbeitet und in einer Aldehydlösung fixiert, wobei sich die Proteine zersetzen. Objekt wird abgewaschen und von der Lösung befreit. Danach wird das Objekt in eine Osmiumtetraoxidlösung eingetaucht, die eine Vernetzung der Lipide bewirkt. Objekt wird abgewaschen und von der Lösung befreit. Im Alkohol mit steigender Konzentration wird es entwässert damit es nicht verdampft. Danach kommt es in ein Gefäß mit flüssigem Kunstharz, wird erhärtet und anschließend herausgenommen. Das Objektstückchen wird nun freigelegt und mit einem Ultramikrotom in ganz feine Stückchen geschnitten. Diese fallen ins Wasser und werden mit einem Kupferdrahtnetz wieder herausgefischt.
3.5.1.2. Gefrierbruch = Kryofixierung
Beim Gefrierbruch wird das Objekt erstmal auf einem Objektträger fixiert und bei -150°C schockgefroren. Der anschließende Bruchvorgang wird im Vakuum durchgeführt, wobei eine reliefartige Oberfläche entsteht. Darauf folgt die Gefrierätzung, bei der von der Bruchfläche Eis sublimiert wird(fest->gasförmig). Danach wird das Objekt entweder schräg oder senkrecht mit Platin oder Platin-Kunststoff bedampft. Die Schrägbedampfung führt dazu, dass der Dampf sich unterschiedlich ablagert, so genannte Schatten. Der Abdruck wird nun abgehoben und auf ein Kupferdrahtnetz übertragen – somit wird nur der Abdruck und nicht das gesamte Präparat beobachtet.
3.5.2. unterm Lichtmikroskop
3.5.2.1. Abziehpräparat
Ein Quadrat wird in das Objekt eingeritzt; das gewünschte Präparat wird abgezogen
3.5.2.2. Schnittpräparat
Mit einem Skalpell oder Mikrotom werden feine Präparate ausgeschnitten
3.5.2.3. Ausstrichpräparat
Ein flüssiges Präparat wird abgestrichen
3.5.2.4. Quetschpräparat
Objekt zwischen zwei Objektträgern wird ausgequetscht
3.5.3. Trennung von Zellbestandteilen

Die Zelle wird zunächst aufgebrochen (=homogenisiert), entweder mit einer Ultraschallbehandlung oder mechanisch mit einem Homogenisator. In einer Ultrazentrifuge wird das Homogenat getrennt (=zentrifugiert) und zwar auf zwei Weisen:
Differenzialzentrifugation – das Homogenat wird im Reagenzglas bei zunächst niedriger Geschwindigkeit zentrifugiert. Bei der geringen Geschwindigkeit sedimentieren große und schwere Zellbestandteile. Der Überstand(das nicht sedimentierte) wird dekantiert und erneut bei höherer Geschwindigkeit zentrifugiert. Das geht solange weiter bis alle ZB herausgetrennt sind.
Dichtegradientenzentrifugation – das Homogenat wird zusammen mit einer Dichtegradientenlösung zentrifugiert. Die Lösung ist von Saccharose. Vor der Zentrifugation ist unten eine hohe und oben eine niedrige Konzentration gegeben. Nach der Zentrifugation haben sich die ZB entsprechend der Dichte in n-Schichten abgelagert, die durch Banden getrennt sind. Die Zellbestandteile wandern in den Bereich der ihrer Dichte entspricht.
3.6. Die Zellwand

3.6.1. Ihre Aufgaben
Die Zellwand hat insgesamt vier Aufgaben: Sie ist zum Schutz, zum Zusammenhalt, zur Abgrenzung und zur Stabilität der Zelle da.
3.6.2. Ihr Aufbau
Primordialwand
Primärwand
Sekundärwand

Tertiärwand
Die Primordialwand heißt in ausgewachsenen Zellen Mittellamelle und ist aus Pektin (gelartig, kohlenhydratisch) aufgebaut.
Die Primärwand ist auf die Primordialwand aufgelagert und besteht sowohl aus Pektin als auch aus eingelagerte Zellulose(=Polysaccharid). Diese Zelluloseketten lagern sich zu fadenförmigen Mikrofibrillen zusammen und liegen verstreut in der Grundsubstanz – das nennt man Streuungstextur.
Die Sekundärwand ist auf die Primärwand aufgelagert und besteht sowohl aus Pektin als auch aus eingelagerte Zellulose(=Polysaccharid). Diese Zelluloseketten lagern sich zu fadenförmigen Mikrofibrillen zusammen und liegen parallel in der Grundsubstanz – das nennt man Paralleltextur.
Die Tertiärwand ist auf die Sekundärwand aufgelagert und ist eine dünne Wand ohne auffällige Strukturen die aufgelagert wird.
Ein Zellulosemolekül sieht

so aus:
Wenn sich mehrere Zellulosemoleküle zusammenlagern entsteht eine Micelle.
Mehrere Micellen wiederum zusammen ergeben eine Mikrofibrille.
3.7. Die Zellmembran und Biomembran
3.7.1. Versuche und die Ergebnisse

Wir machten einen Versuch in dem wir Rotkohlstreifen in verschiedene Lösungen gaben, sei es Seifenlösung, ein Gemisch aus Wasser und Öl oder ein Gemisch aus Seifenlösung und Eiweiß. Das Ergebnis lässt darauf schließen, dass die Membran aus zwei entscheidenden Stoffen besteht:
Eiweißen (Proteine) und Fetten (Lipide),
weil sich die Membran nur dann öffnet, wenn erstens kräftig und lang genug geschüttelt und zweitens ein Stoff in der Lösung war, der einen der beiden Stoffe angreift. Nur dann wurde der Tonoplast der Vakuole beschädigt und die verschiedenen Farbstoffe traten aus.

3.7.2. Membranmodelle

Es gibt drei verschiedene Membranmodelle, von denen sich aber nur eines als richtig erwiesen hat, das dritte:

Membranmodell Gorter und Grendel:
Lipiddoppelschicht =>
Protein

Membranmodell Dawson und Danielli(Sandwich-Modell):
Lipiddoppelschicht =>
Proteinschicht
Membranmodell Singer und Nicolson(Flüssig-Mosaik-Modell): integrale
Proteine
Lipiddoppelschicht =>
Periphere Proteine
3.7.3. Inhaltsstoffe von Zellmembranen
3.7.3.1 Lipid(e)
Lipide sind kleine Fettmoleküle mit einem
bestimmten Aufbau. Sie haben einen hy-
dophilen Kopf aus dem Alkohol Glycerin
und einen hydrophoben Schwanz aus Fe-
ttsäureketten. Das Phänomen hydrophil
und hydrophob in einem Molekül bezei-
chnet man als amphipathisch (Doppelliebe)

Lipide werden durch Veresterung gebildet. Die Veresterung ist dabei ein Vorgang, der Alkohol und Säure reagieren und daraus ein Ester und Wasser entstehen lässt. Ester ist dabei eine Stoffgruppe. Der umgekehrte Vorgang, also vom Ester und Wasser zur Säure und Alkohol heisst Verseifung. Im Fall der Lipide reagieren Glycerin und Fettsäure zu Fett und Wasser:

Allg. Formel:
Alkohol + Säure Ester + Wasser

Spezielle Formel:
Glycerin + Fettsäure Fett + Wasser

Weitere Beispiel Formel:
Glycerin + Salpetersäure Nitroglycerin + Wasser

Reaktion mit Strukturformel:
1 Glycerinmol. + 3 Fettsäuren Triglycerid + Wasser

Reaktion mit Summenformel:
CH2-OH HOOC-C17H35 CH2-OOC- C17H35
CH –OH + HOOC-C17H33 CH –OOC- C17H33
CH2-OH HOOC-C15H31 CH2-OOC- C15H31

Allgemeine Formel der Lipide:
R – COOH
Rest - Carboxylgruppe
hydrophil hydrophob
R { CH3-(CH2)n-COOH
n = Variabel ist immer geradzahlig
Einfach- und/oder Doppelbindung
3.7.3.2. Übersicht über die Fettsäuren
Name Formel Vorkommen
Laurinsäure CH3-(CH2)10-COOH Hauptbestandteil von Pflanzenfetten
(12)
Palmitinsäure CH3-(CH2)14-COOH In allen Fetten enthalten
(16)
Stearinsäure CH3-(CH2)16-COOH In allen Fetten enthalten
(18)
Ölsäure CH3-(CH2)14-CH2-COOH In fast allen Fetten enthalten
(18:9)
Linolsäure C17H31-COOH In Leinensamen-, Hanf und Baumwollöl
(18:9,12) essenzielle Fettsäure
Linolensäure C17H29-COOH In Leinensamen-, Hanf und Baumwollöl
(18:9,12,15) essenzielle Fettsäure
!Die Carboxylgruppe wird bei der Summenformel außen vor gelassen: CnHn-COOH!
3.7.3.3. Schmelztemperatur der Fettsäuren
Die Schmelztemperatur der Fettsäuren steigt bei: steigender Kettenlänge
->
Abnehmender Zahl der Doppelbindungen
(Doppelbindungen sind von entscheidender
Bedeutung)
Feste Produkte: hoher Anteil langer und gesättigter Fettsäuren
Flüssige Produkte: höherer Anteil kürzerer und ungesättigter Fettsäuren
3.7.3.4. Essenzielle Fettsäuren
- kann der Körper nicht selbst herstellen
-> lebensnotwendig
3.7.3.5. Aufbau eines Membranlipides
Fettsäuren gesättigt und ungesätt igt
Esterbindung
Glycerinrest
Phosphatrest
Cholin
||
/////// C – O – CH2
O |
|| |
////=/// C – O – CH
| O CH3
| || |
CH2 – O – P – O ---- CH2 – CH2 – N – CH3
| |
O CH3
4. Prokaryot(Bakterie) und Eukaryot
4.1. Unterschiede zwischen Prokaryot(Bakterie) und Eukaryot

Alle erkennbaren Unterschiede:
beide haben Zellwände
beide haben ein Cytoplasma
beide haben freie Ribosomen 70S + 80S
Geißel und Schleimhäute bei Bakterien eine Besonderheit
Bakterien haben keinen Zellkern – DNA liegt Frei
keine Mitochondrien bei Prokaryoten
beide haben Lipidtröpfchen
Thylakoide liegen frei im Zellplasma
Prokaryoten haben weniger Zellorganellen
keine Vakuole bei Prok.
Prokaryoten mit Misosomen

Hauptunterschiede:
Größe der Ribosomen 70S/80S
Keine Membran/ begrenzenden Organellen bei Prokaryoten
4.1.1. Der Prokaryot
4.1.2. Weiterer Vergleich von Prokaryot und Eukaryot
Organisationsform Eucyte Procyte
Ribosomen im Cytoplasma 80S 70 S
Membranbegr. Organellen von ein und zwei Membranen keine
umschlossene Organellen
Erbinformationen im Zellkern frei

4.2. Endosymbiontenhypothese

Der Endosymbiontentheorie zufolge sind die heutigen eukaryotischen Zellen mit Plastiden und/oder Mitochondrien durch folgenden Prozess entstanden:
Vorläuferzellen der heutigen eukaryotischen Zellen haben vor etwa 1-2 Milliarden Jahren ursprünglich freilebende bakterienartige Einzeller in sich aufgenommen. In der Folge bildete sich eine enge Symbiose zwischen beiden aus (Symbiose: Lebensgemeinschaft zum Nutzen beider). Da es sich hier um die Symbiose innerhalb eines anderen Lebewesens handelt, spricht man von Endosymbiose (endos: innen, innerhalb).
Bei den heute lebenden eukaryotischen Zellen verfügen weder Plastiden noch Mitochondrien über genügend eigene Erbinformation, um eigenständig außerhalb der eukaryotischen Zelle leben zu können.
Die E. geht auf Überlegungen zurück, die Schimper bereits 1887 anstellte. Erst in den 70er-Jahren des 20. Jahrhunderts wurden seine Überlegungen wieder aufgegriffen und gedanklich fortgeführt.Für die E. spricht aus heutiger Sicht unter anderem, dass Plastiden wie Mitochondrien
1. eine eigene DNA und eigene Ribosomen besitzen,
2. durch Teilung nur aus ihresgleichen entstehen,
3. die Hülle aus 2 Membranen besteht.
4.3. Rückschlüsse vom Comic auf die Endosymbiontenhypothese
Es existieren verschiedene Zellen – beide vermehren sich durch Zweiteilung
Brille symbolisiert Sinnesleistungen, ebenso wie Hände und Füße die Bewegung und die Flasche, dass bestimmte Stoffe gespeichert werden. Auch Nase und Augen symbolisieren Sinnesleistungen => weist daraufhin das beides eigenständige Lebewesen sind
Lebten vor dem Treffen nebeneinander her
Ur-Eukaryot nutzt den Prokaryot als Nahrungsquelle
Prokaryot wird nicht verdaut – er lebt im Eukaryot weiter – und nutzt seine Reserven
Prokaryot ernährt sich vom Eukaryoten
P. liefert dem Eukaryoten Energie und Nährstoffe
Teilung der Ursprungsquelle ((Ur-)Eukaryot)
P. teilt sich mit aber verliert die Merkmale eines Lebewesens
Leben fortan in Symbiose und werden zu Endosymbionten
4.4. Belege für die Endosymbiontentheorie
- Mitochondrien und Chloroplasten entstehen durch Teilung aus ihresgleichen
- beide enthalten freie Erbinformationen, die man auch bei (heutigen) Prokaryoten findet
- Mitochondrien und Chloroplasten haben 70S Ribosomen, die man auch bei (heutigen) P. findet

- Beide besitzen eine Hülle aus zwei Membranen:
- innere Membran = Membran des Prokaryoten
- äußere Membran = Membran des Ur-Eukaryoten
4.5. Entstehung von Mitochondrien und Chloroplasten aus Prokaryoten
Mitochondrien
Entstanden aus Energieerzeugenden Bakterien
Chloroplasten
Entstanden aus fotosynthetisch aktiven Bakterien
1 Mitochondrium ~ bohnenförmige Organelle ~ Energiegewinnung     ~ zwei Membranen ~ "Kraftwerk der Zelle"     ~ an mehreren Stelle zur Mitte ein- ~ Ort der Zellatmung     gestülpt > in. Membran vergrößert ~ Abbau von Fett u. Kohlenhydratn.     ~ Cristae - röhrenförmige Einstülp.       ~ Tubuli - lamellenförmige Einstülp.       ~ Sacculi - sächcheförmige Einst.       ~ Plasma = Matrix       ~ in der Matrix sind Erbinfo`s (DNA)       ~ in der Matrix sind 70S Ribosomen       ~ in der Matrix sind Lipidtröpfchen       ~ sind zu Größe- und Formverän-       derungen fähig       ~ Membranen 7,5 nm dick  
1 Dictyosom ~ eine Membran ~ am Membranfluss beteiligt     ~ Stapel aus 4-12 scheibenartigen Hohlräumen ~ tragen zur Bildung von Zellwand u.     ~ Hohlräume = Zisternen Zellmembran bei     ~ Zisternen enthalten Proteine ~ nötige Baustoffe werden über Ve-     ~ Zisternenränder schnüren Vesikel sikel übertragen     mit Baustoffen ab ~ Transportfunktionen     ~ können aus dem Material des ER entstehen   ~ Proteine aus dem ER werden hier     konzentriert, gelagert und weiter-       geleitet  
4 Lysosom ~ eine Membran ~ Verdauungsenzyme verdauen     ~ mitochondriengroß nicht mehr benötigtes Zellmaterial     ~ bläschenförmig       ~ enthalten Verdauungsenzyme  
3 Chloroplasten ~ zwei Membranen ~ Organelle der Fotosynthese     ~ bohnenförmige Organelle ~ Energiegewinnung     ~ Einstülpungen der inneren Mem- ~ Oberflächenvergrößerung erhöht     bran zur Mitte = Thylakoide die Leistung     ~ länglich, einzeln = Stromathylak.       ~ Geldstapelähnlich = Granathylak.       ~ Plasma = Stroma       ~ Ribosomen, Lipidtröpfchen, Stär-       kekörner und Erbinformationen im       Plasma enthalten  
5 Endoplasmatisches Reti- ~ System von flächigen Hohlräumn, ~ Eiweißsynthese an den Ribos.   kulum Bläschen oder Röhren ~ dort gebildetete Eiweißketten we-     ~ ist ein Membransystem rden im ER weitertransportiert     ~ flächige Ausbuchtungen zur Seite ~ Syntheseort von Lipiden     = Zisternen ~ Enzyme auf der Oberseite des ER     ~ Kernhülle gehört meist zum ER katalysieren die Stoffwechselre-     ~ 25nm große Ribosomen entschei- aktion     den, ob das ER rauh oder glatt ist ~ Stoffumwandlung a Sarkoplasmatisches Re- ~ feine kanäle umgeben Muskelfibri- ~ Aufnahme, Speicherung und Ab-   tikulum llen wie ein Netzwerk gabe von Clacium-Ionen, den Re-     ~ ein Kanalsystem gulatoren der Muskelkontraktion
6 Ribosom ~ sehr kleine runde Objekte aus 2 ~ Bioproteinsynthese = einzelne A-     Untereinheiten minosäuren werden zu Proteinke-     ~ Molekülmasse der Ribosomen wird tten aneinandergefügt     durch die Sedimentationsge-       schwindigkeit im Schwerefeld einer       Ultrazentrifuge bestimmt       ~ Sedimentationskoeffizient = S-Va-       riabel in der Ribosombezeichnung       ~ Größe unterscheidet sich je nach       Zelltyp       ~ Ribosomen enthalten Ribonuclein-       säure und Eiweiß  
Chromatin (DNA)
Nukleolus (Kernkörperchen)
Kernhülle aus zwei Membranen
Kernpore
Membranzwischenraum (Intermembranraum)
Kernplasma (Karyoplasma
50S30S machen ein 70 S
60S40S machen ein 80 S
Hydrophil hydrophob = amphipathisch
Glycerin Fettsäurekette Doppelliebe
H H
| O | 0
H-C-0-H HO-C-C17H35 H-C-0-C-C17H35
| O | 0
H-C-0-H HO-C-C17H33 H-C-0-C-C17H33 + 3 H20
| O | 0
H-C-O-H HO-C-C15H31 H-C-0-C-C15H31
| |
H H
}Gesättigte
}Fettsäuren
. .
}ungesättig-
}te Fettsäu-
}ren

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