Biologie

Pantoffeltier (Wimpertiere)

Viele Bakterien in Lebensraum

Äussere Cytoplasmaschicht (bewirkt Zellgestallt)= Cortex dort sind Wurzeln der Wimpern & Mikrotubuli-Bänder enthalten. Dort ebenfalls viele Mitochondrien.

Mundfeld, trichterförmige Vertiefung: Wimpern darum strudeln Bakterien herbei. Am Grund: Zellmund --> nur hier ist die Phagocytose möglich.

Trichocysten: bei starken reizen ausgestossener Proteinfaden (zur Feindabwehr). Ort: aus Trichocysten (im Cortex liegendes Organell). --> Paramecium

• Autotroph
• Besitzt Chloroplasten & betreibt Fotosynthese
• Kann aber auch heterotroph ernähren
• Vorwärtsbewegung durch Geisel
• Geiselsäckchen = lichtempfindlich, dort hat es auch Augenfleck (an Wand des Säckchens) --> schirmt Licht ab
• Bewegt sich zum Licht hin
• Ungeschlechtlich: Längsteilung
• Besitzt pulsierende Vakuole

Bei der ungeschlechtlichen Vermehrung entstehen in zwei Teilungsschritten vier Zellen.

Die Grünalge bildet eine flache Scheibe (aus 4-16 chlamydomonsähnlichen Zellen)

Dauerhaft zur Zellkolonie verbunden: durch eine geminsame Gallerthülle.

Dabei ist jede Zelle weitgehend eigenständig und kann durch Zellteilung ihrerseits eine Tochterkolonie bilden.  --> untereinander einzelne Zellen haben keine Differenzierung. Sind zu gemeinsamer Leistung fähig. Wenn Zellen getrennt werden, ist jede für sich allein lebensfähig.

Plasmodesmen ?

Volvox

Bei ihr bilden sich bis zu 20 000 chlamydomonasähnliche Zellen einen Zellverband. Hohlkugel, durchmesser von 0.5 - 2mm. Einzelne Zellen sind durch Cytoplasmaträger verbunden.

Haben Arbeitsteillung:

Meistse dienen als Körperzelle dem Stoffwechsel und der Fortbewegung. --> sind nicht mehr teilungsfähig & haben eine beschränkte Lebensdauer

Paar Zellen in in hinterer Kugelhälfte = deutlich grösser & Fortpflanzungszellen = Teilungsfähig.

• Stoffaustausch und Erregungsleitung zwischen den Zellen durch Plasmodesmen ermöglicht.
• Eine Differenzierung in Körperzellen und Fortpflanzungszellen ist vorhanden.
• Die Körperzellen sterben den Alterstod.

Dort gibt auch Einzeller und Zellkolonien.

Schwämme & Kragelgeisselflagellaten sind miteinander verwandt, haben gemeinsame Vorfahren.

• Autotrophe (Einzeller): betreiben Fotosynthese
• Heterotroph:

Heterotrophe Organismen benötigen zur Ernährung energiereiche organische Stoffe, da sie diese nicht selbst herstellen können.

a) direkt von pflanzlichem Material oder beziehen

b) ihre Nahrung indirekt von Pflanzen, indem sie andere heterotrophe Organismen als Nahrungsquelle nutzen.

• Manche können beides a zu h

• Mit Hilfe von Wimpern (koordiniertes Schlagen) / Geisseln (Peitschenartige Bewegung)

Endosymbiontentheorie à Herkunft der Eukaryoitenzellen

-Zwischen Prokaryoten & Eukaryoten besteht eine Verwandtschaft (Verschlüsslung der DNA & Art der Proteinsynthese)

- Eukaryotische Zellen haben sich aus den prokaryotischen Zellen entwickelt.

Mitochondrien & Chloroplasten (Plastiden) vermehren sich unabhängig vom Zellteilungszyklus durch Zweiteilung. à dies führte zur Vermutung: können von ursprünglich freilebenden Einzellern abstammen.

Theorie:

- Organellenfreie Prokaryoten nahmen kleine bakterienähnliche Organismen auf. (z.B. Beute), lebten im Innern des Cytoplasam der Wirtszelle. à Verhältnis entwickelte sich, dass Wirt & Symbiont immer stärker voneinander abhängig wurden à zogen Vorteile daraus (von Zusammenleben)

à Organismus dessen einzelnen Bestandteile nicht mehr getrennt werden können, entstand.

Doppelte Membran von Plastiden & Mitochondrien:

-          Äussere Membran = Zellmembran der Wirtszelle

-          Innere Membran = Zellmembran des Prokaryoten

è Haben eigene Erbsubstanz

Mitochondrien, Plastiden und Prokaryoten ähneln sich:

-          Grösse

-          Die Proteine der inneren Membran von Plastiden und Mitochondrien stimmen mit denen der Zellmembran überein. Sie unterscheiden sich dagegen erblich von allen anderen Membranen der eukaryotischen Zelle.

Vorläufer der Mitochondrien:

Prokaryoten, konnten Mithilfe von Sauerstoff aus organischer Nahrung Energie gewinnen.

Vorläufer der Plastiden:

Blaualgenähnliche, Fotosynthese betreibende Prokaryoten.

Heutige Vertreter, die wie endosymbionten Theorie funktionieren:

Amöbe (Pelomyxa palustris) à besitzt keine Mitochondrien, nimmt stattdessen Bakterien auf, die Energie an Wirtszelle liefern.

-          Reicht als Entwicklung für Eucyte nicht aus (nur Mitochondrien & Chloroplasten)

-          Unklar: Gliederung der Erbinformation in Chromosomen, Entwicklung des Spindelapparats, Abläufen der Zellteilung.

-          Durch Einstülpung in die Zelle entstanden: Kernhülle, ER, Golgi-Apparat…

-          Geissel auch unklar

Die Zellatmung besteht aus 3 Schritten:

1. Glykolyse, der Zucker wird ausserhalb der Mitochondrien geteilt. (zw. Schoggi & Ofen)

2. Zitronensäurezyklus, Energie für die Synthese von ATP wird gewonnen. (im Ofen, bzw. übergang Rad)

3. Atmungskette, ATP wird gebildet. (Rad bis Abgabe von ATP)

Im ER werden Enzyme gebildet, diese wandern dann zum Golgi apparat, dort werden sie angepasst beim Zistern des Golgi aparats und gehen danach in Vesikel verpackt zu den Endosomen (Schadstoffen. Sie verbinden sich dann mit diesen & werden damit zu Lysosomen.

6.Lysosomen – mit Eiweiß abbauenden Enzymen. Enzym = Eiweiß, das eine biochemische Reaktion in Gang setzt, vergleichbar mit einem „Lötkolben“ oder „Schneidbrenner“. Die Lysosomen verschmelzen mit den ankommenden Nahrungsvakuolen und die Enzyme der Lysosomen bauen die „Nahrung“ ab. Die Nahrungsvakuolen werden durch Endozytose gebildet.

5.Golgi-Apparat – ist die „Verpackungsfabrik“; Sekrete werden hier in kl. Bläschen (=Vesikel) verpackt und zum Plasmalemm gebracht. Dort wird der Inhalt der Bläschen abgegeben (=Exozytose).

besteht aus übereinander gestapelten, falchen Membranzisternen.

In den Dicyosomen werden die Syntheseprodukte des ER umgewandelt, gespeichert, in sogenannte Golgi-Vesikel verpackt und weitertransportiert. Der Stofftransport zwischen ER, den einzelnen Zisternen der Dictyosomen und der Zelloberfläche erfolgt durch Aufnahme und Abgabe von Vesikeln.

Die Dyctiosomen stellen auch solche Kohlenhydrate her, die als Sekrete aus der Zelle ausgeschieden werden.

C₆H₁₂O₆ + O₂ → CO₂ + H₂O

Glukose (einfach Zucker) + Sauerstoff à Kohlenstoffdioxid + Wasser

C₆H₁₂O₆ + O_{2 = Aufnahme}

CO₂ + H₂O = Abfall

exotherm (Energie wird frei)

-ausgedehntes Membransystem

Das ER dient neben der Synthese und der Verarbeitung verschiedener Stoffe vor allem dem innerzellulären Stofftransport.

raues ER = die Ribsomen des rauen ER synthetisieren Protein, die entweder für den Einbau in Membranen bestimmt sin d oder als Sektrete, Vesikel verpackt, die Zelle verlassen.

3.Endoplasmatisches Retikulum – das endoplasmatische Retikulum (= ER) sorgt für den Membranaufbau und Stofftransport innerhalb der Zelle (intrazellulär), Stoffspeicher (z. B. Ca++ in der Muskelzelle).

Ribosomenfreie Abschnitte heissen glattes ER. Das glatte ER synthetisiert vor allem Lipide für neue Membranen.

In Leberzellen werden hier Gifte und Arzneimittel abgebaut.

Vesikelähnliche Organellen

Mithilfe von Enzymen bauen sie Fettsäuren und andere Substrate ab.

In Leberzellen dienen sie dazu, Alkohol und andere schädliche Verbindungen zu entgiften.

-          Kompartimentierung durch Biomembran & Cytoskelett à Organisationsform = Eucyte

-          Erbsubstanz ist in mehrere Chromosomen gegliedert, Anzahl = typisch für Art / Verwandtschaftsgruppe

--> Zellen der Eukaryoten

-          Einzellige, von einer Zellwand umgebene Organismen

-          Sind Prokaryoten (wie Bakterien), aber in bestimmten Merkmale stehen sie den Eukaryoten näher

-          Sind an ursprüngliche (auf Erde herrschende) Bedingungen angepasst.

-          Grösser als übrige Bakterien

-          Fähigkeit zur Fotosynthese

-          In Boden / Süsswasser / Symbiose mit Pilzen / Flechten

-          Extreme Toleranz an Kälte & Trockenheit

-          Luftstickstoff für Proteinsnthese nutzen

-          Fadenförmige Zellkolonien

-          Zellen = wesentlich kleiner

-          In Bau untereinander nur wenig unterschied

-          Erbsubstanz à in einem einzigen Chromosom konzentriert

-          Organisationsform = deutlich einfacher strukturiert

-          An einigen Stellen faltet sich die Zellmembran ins Zellinnere ein. In diesen Bereichen findet die Zellatmung statt.

-          Masse wird in S angegeben (Svedberg-Einheiten)

-          Gibt nicht wirklich Vielzelligkeit, bei einigen gibt Zellverbände (mit Arbeitsteilung ~ Einzellerkolonien)

-          Ribosomen sind etwas kleiner als die der Eucyte

-          KEINE ZELLEN!

-          Haben keinen Stoffwechsel & können sich nicht selber vermehren. ¨

-          Fortpflanzen à in Wirtszelle einschleusen, bringen dazu infektiöse Viren herzustellen.

-          Sehr klein (kleiner als Prokaryoten)

-          Bestehen aus Nukleinsäurefaden, umgeben von Eiweisshülle, komplexere sind von Membran umhüllt.

Dienen dazu zelleigenes und zellfremdes Material zu verdauen.

Enthalten Enzyme für den Abbau aller in der Zelle vorhandenen Makromoleküle.

Wenn die Zelle stirbt, geben die Lysosome ihre Enzyme nach aussen ab, sodass die Zelle sich selbst verdaut.

Einzeller sind Organismen, die nur aus einer einzigen Zelle bestehen, und besitzen alle zum Leben notwendige Fähigkeiten, also Stoffwechsel, Fortpflanzung, Wachstum, Reizbarkeit und Bewegung. Zu ihnen zählen beispielsweise Augentierchen (Euglena) und Pantoffeltierchen (Paramecium).

Einzeller zählen zu den Kleinstlebewesen, den Mikroorganismen. Ihr Körper besteht aus einer einzigen Zelle. Dennoch besitzen sie alles, was Lebewesen ausmacht: Stoffwechsel, Wachstum, Fortpflanzung und Reizbarkeit. Diese Leistung erbringen einzelne Zellbestandteile, die Organellen. Organe, die aus verschiedenen Geweben bestehen, haben Einzeller nicht

 

Bei vielzelligen Organismen kommt es im Laufe ihrer Individualentwicklung zu einer Differenzierung der Zellen und zur Arbeitsteilung. Sie können also nicht alleine exisiteren. Wichtigstes Merkmal ist der gemeinsame Stoffwechsel, der in den meisten Fällen durch die genannte Aufgabenteilung zwischen den Zellen erreicht wird.
Die Vielzeller sind somit Tiere, die aus mehreren Zellen aufgebaut sind. Aber nicht nur aus mehreren Zellen, sondern aus spezialisierten Zellen. Es gibt unterschiedliche Zelltypen, solche, die dem Aufbau des Skeletts, der Bildung von Organen, oder die der Atmung oder dem Nahrungserwerb dienen.

-          Besitzen keinen Zellkern

-          Sind nicht in Organellen / Kompartimente gegliedert --> immer Einzeller

-          Proteinsynthese im Cytosol (nicht bei DNA)

-         kleinere Ribosomen

-          Bakterien  à sind Destruenten (Destruenten (Zersetzer) bauen tote, energiereiche organische pflanzliche und tierische Substanzen in energiearme anorganische Stoffe wie Kohlenstoffdioxid, Wasser und Mineralstoffe unter Energiegewinn ab.)

Auch Symbionten (Escherichia coli)

Sind rel. Klein

Viele Bilden 2 / mehrzellige Verbände, Zellgestallt sehr unterschiedlich

Haben Zellwand (besteht aus Murein, umhüllt Zelle wie festes Netz)

Erbsubstanz = ringförmiges Chromosom im Cytoplasma

Vermehren sich asexuell durch Zweiteilung à günstige Situationen: alle 20 min.

Konjugation:

Plasmiden (Teil der DNA) werden Ausgetauscht à genetische Informationen zwischen zwei Zellen übertrage. Hauptursache für genetische Variabilität: Mutationen

•        Steuerzentrum der Zelle
•        Steuert den Stoffwechsel innerhalb der Zelle mithilfe von Botenmolekül aus RNA (werden über Kernporen nach aussen geschleust). Jedes RNMA enthält die genetische Information für die Amionsäuresequenz eines bestimmten Enzyms.
•        Enthält Erbinformationen (DNA), liegt in Chromosomen vor (während Zellteilung), sonst Chromatin
•        Von Kernhülle (doppelter Membran umschlossen), wobei Membranen durch winzigen Zwischenraum getrennt sind.
•        Innere & äussere Kernmembran gehen im Bereich der Kernporen inenander über.
•        Kernporen: Öffnung von 100 nm (d) ermöglicht den Austausch grösserer Moleküle zw. Dem Innern des Zellkerns und dem Cytoplasma.
•        Nucleolus/Nucleoli: Bildungsort der Ribosomen

•        Orte der Eiweissbildung
•        Aminosäuren miteinander zu Proteinen verbunden
•        Teil: frei im Cytoplasma (freie, stellen vor allem Enzyme her, die Stoffwechselvorgänge im Cytoplasma katalysieren)
•        Können sich auch an Membran von eR anlagern.
•        Bestehen aus: Proteinen & RNA
•        Haben keine Membran

Die ersten Protisten haben sich vor 2 Milliarden Jahren entwickelt.

Vertreter:

• Algen
• Einzeller
• z.B. Wurzelfüsser (Einzelgruppe)
• Süsswasseramöben
• Wimpertiere
• Euglena viridis
• Kragengeiselflagge (näher mit Tier als Protist

Verwandt)

• Strahlenfüsser (Stacheln)
• Kammerlinge
• Paramecium