Grundlagen der Zellbiologie
Zellbiologie
Zellbiologie
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Flashcards
Zellwand - Aufbau und Funktion?
- Besteht aus Cellulose, hat Aussparungen, die Tüpfel für Austausch von Stoffen und Informationen.
- festes Gehäuse, schützt, formt und stützt
was beinhaltet der Protoplast?
Zellkern, Plastide, Mitochondrien und Vakuole -> Sind alle im LM sichtbar
Zellmembran - Aufbau und Funktion?
- sehr dünne, aus Lipide und Eiweisse aufgebaute Schicht, enthält auf der Aussenseite Kohlehydrat-Moleküle, welche als "Namensschilder" dienen.
- Grenzt Cytoplasma ab, erlaubt aber Stoffaustausch und Infos -> Regelt Stoffaustausch und ermöglicht Kommunikation.
Zellkern - Aufbau und Funktion?
- Kugel oder Linsensförmig, Durchmesser 5.25µm -> grösstes Zellorganell, Hülle aus 2 Membranen
- Datenbank und Steuerzentrale, bewahrt Info für Bau und Betrieb der Zelle, enthält Erbinfo, verdoppelt das Erbgut bevor sich die Zelle teilt
Chloroplasten - Aufbau und Funktion?
- Inneres ist von Membranen durchzogen, kommt in grünen Pflanzenteile vor und enthalten den grünen Farbstoff Chlorophyll, Durchmesser von 4-8 µm, Hülle aus 2 Membranen
Grana und Stroma:
- Membrane bilden dichte Stapel -> Grana
- Das Plasma heisst Stroma
- Membran der Grana trägt das Chlorophyll
- Membranstapel vergrössern die Oberfläche für die Lichtaufnahme
- Enzyme sitzen auf den Membranplatten im Inneren.
Aufgabe:
- Fotosynthese -> Chlorophyll fängt Lichtenergie auf und nutzt dies zur Herstellung von Traubenzucker aus den energieärmeren anorganischen Edukten.
Aufgabe der Chromoplasten?
Gelbe bis rote Farbstoffe -> Farbbildner von Früchten und Blüten
Aufgabe der Leukoplasten?
bauen aus Traubenzucker Stärke und speichern es. Sie befinden sich in der Knolle, Wurzel und Samen
Mitochondrien - Aufbau und Funktion?
- 0.5-2µm kleiner als Plastide, im LM bei 1000x Vergrösserung gerade noch erkennbar
- In allen Tieren und Pflanzenzellen vorhanden, besonders Zahlreich in Zellen mit hohem Energiebedarf
- Enthalten Plasma und Hülle mit 2 Membranen
- Enthalten DNA und Ribosome -> Eigene Eiweissherstellung
- Entstehen durch Teilung vorhandener Mitochondrien
- Innere Oberfläche ist durch Einstülpung stark vergrössert
- Innere Membran trägt zahlreiche Enzyme für die Reaktion der Zellatmung -> Grosse innere Oberfläche = hoher Stoffumsatz
Aufgabe:
- Zellatmung ( Traubenzucker + Sauerstoff ----> Kohlendioxid + Wasser
Vakuole - Aufbau und Funktion?
- enthalten Zellsaft, durch 1 Membran vom Plasma abgegrenzt, Zellmembran ist im LM nicht sichtbar
- Lager für Reservestoffe, Farbstoffe und Abfälle aus Zellstoffwechsel
- Beim Wachstum der Pflanze werden Vakuolen grösser und verschmelzen schliesslich zu einer grossen. Bei einer ausgewachsenen Zelle ist 90% Vakuole. Diese Vergrösserung senkt die "baukosten". Pflanzen müssen stark und schnell wachsen um grosse Oberfläche für die Aufnahme von Licht und Stoffaustausch zu bilden -> Einfachster Weg zur Vergrösserung der Zelle
Was sind die Unterschiede zwischen tierischer und pflanzlicher Zelle?
Tierische Zelle: Besitzen keine Plastide, Vakuole (ausser Nahrungvakuolen) und Zellwand. Tiere müssen organische Stoffe mit der Nahrung aufnehmen. Da sie keine Leukoplasten haben, können sie keine Stärke aufbauen. Sie bilden aus Glucose das Glykogen und speichern diesi n From von Körner im Plasma. Makromoleküle des Glykogens sind wie Stärke aus Glucose aufgebaut, sie sind aber stärker verzweigt.
Glattes und raues ER - Aufbau und Funktion?
- Das ER ist flächenmässig der grösste Teil des inneren Membransystem
- System von Kanälen und flachen, sackartigen Hohlräumen, die durch eine Membran vom Plasma abgetrennt sind. Membran des ER ist mit äusserer Membran der Kernhülle verbunden -> Form und Ausdehnung ändert sich ständig
Aufgabe:
allgemein: trägt Enzyme für chemische Reaktionen, baut Stoffe ab und um
Raues ER:
- wichtige Eiweissfabrik, an den Ribosomen auf der Membranaussenseite werden Aminosäuren nach einem vom Kern gelieferten Rezept zu Eiweissen verknüpft.
- Kompartimentierung
Glattes ER:
- Herstellung von Membranlipide, welche zu Vesikel abgepackt werden und zum Golgi-Apparat geschickt werden.
- Trägt Enzyme für den Abbau und die Umwandlugn von Kohlenhydraten und Abbau von Giften
- Kompartimentierung
Was ist ein Dictyosom und was ein Vesikel?
Dictyosom: Teil des Golgiapparats, Versandplatz, Synthese
Vesikel: Transportieren und lagern Stoffe
Was sind Kompartimente und was ist ihre Aufgabe?
Kompartimente sind Reaktionsräume, welche im EM sichtbar sind.
Die meisten Organellen sind durch Membranen abgegrenzt. Membrane teilen die Zelle in verschiedene Kompartimente auf. Sie machen, dass viele Arbeiter, die in einer Zelle ganz verschiedene Aufgaben ausführen, sich nicht in die Quere kommen -> Arbeitsteilung. Die Arbeiter der Zelle sind Enzyme.
Was sind Aufgaben der Membranen?
- Abgrenzung und Stofftransport
- Enzymträger
- Vergrösserung der Oberfläche
- Informationsaustausch
- Reizbarkeit
Welche Organellen gehören zum Membranensystem des Cytoplasmas?
- ER
- Golgi-Apparat
Golgi-Apparat - Aufbau und Funktion?
- besteht aus den miteinander verbundenen Dictyosomen einer Zelle. Dictyosom ist ein Stapel von scheibenförmigen, membranumhüllten Hohlräume, die von kleinen Bläschen umgeben sind. Wird von einer Membran abgegrenzt.
- Dictyosome sind Produktionsstätten, Zwischenlager sowie Sortier- und Versandzentrale. Sie nehmen ständig Vesikel auf und schnüren ab. Sie sortieren und lagern die vom ER angelieferten Stoffe und verschicken sie als Golgi-Vesikel verpackt zu den Zielen in der Zelle oder Zelloberfläche.
Was sind Chromatin, Chromosome und Kernkörperchen?
- Chromatin: feine Fäden im Kernplasma, bestehen aus DNA und Eiweissen, sehr fein und stark spiralisiert
- Chromosome: Kern teil sich bei der Zellteilung zuerst. Chromatinfasern werden in eine besser transportierbare Form gebracht -> verkürzen und verdicken sich -> Chromosom. Der Mensch besitzt 46
- Kernkörperchen: Zellkern hat mindestens 1, welches im LM sichtbar ist. Bildet Bauteile für die Ribosome
Ribosome - Aufbau und Funktion?
- Winzige Kügelchen (25nm), aus Eiweissen und RNA, besitzen keine Membran und sitzen auf dem ER oder liegen frei im Plasma
- Bauen sich selbst auf, Vermehren sich durch Teilung oder Abspaltung, enthalten komplexe, genau festgelegte Struktur
Aufgabe:
- "Eiweissfabrik" der Zelle
- Aminosäuren werden zu den makromolekülen der Eiweisse verknüpft
- Bauanleitung kommt von der mRNA
- Ein Teil der Eiweisse werden Enzyme, andere werden wichtige Baustoffe
Was ist ATP?
- Ist eine energiereiche Verbindung
- Universell einsetzbarer Energieträger der Zelle
- Besteht aus Adenosin-Molekül + 3 Phosphatgruppen
- Doppelt so gross wie Traubenzuckermolekül
- Wird in Mitochondrien aus Adenosindiphosphat hergestellt, indem 3 Phosphatgruppen ans ADP-Molekül binden. Dazu wird Energie der Zellatmung verwendet.
Wozu braucht es gerade ATP?
- Abbau des Traubenzucker und anderer energiereichen organischen Stoffe dauert einige Zeit (viele Reaktionsschritte). ATP kann durch eine einizge Reaktion schnell freigesetzt werden -> Schnelle Energie
- Universelle Verwendbarkeit, ATP ist die Einheitswährung der Energie. Mitochondrien wandel Energie verschiedener Energieträger in ATP um.
- Aufteilung der Energie in handliche Poritonen
- Die Energieportionen müssen kleiner sein als die Energie, die in einem Zuckermolekül steckt
Warum nicht nur ATP?
ATP eignet sich nicht als Energiespeicher für grosse Energiemengen, weil sein Energiegehalt mit 0.06kj/g viel geringer ist, als der Energiegehalt von Fetten oder Kohlenhydraten.
Wie ist eine Procyte der Bakterie augebaut?
- Zellen sind etwa zehnmal kleiner als die der Eucyten und haben einen einfacheren Bau
- Besitzen keine von Membranen umgschlossene Organellen und das Membranensystem des Zytoplasmas fehlt komlett
- sie haben keinen echten Zellkern, sondern eine Kernregion. Diese enthält der grösste Teil des Erbmaterials ist aber nicht durch eine Membran abgegrenzt. sie besitzt ein geknäueltes DNA-Molekül.
- Besitzen kein ER und Golgi-Apparat. Ribosome liegen frei im Plasma
- Enthalten weder Mitochondrien noch Plastide. Membrankörper erledigen die Aufgabe der Mitochondiren, welche aus Einstülpungen der Zellmembran entstehen
- Manche tragen Geisseln. Diese sidn 10mal dünner als Geisseln der Eucyten und haben einen anderen Bau. Es sind nackte Eiweissfäden, welche rotieren.
- besitzen eine feste Zellwand, welche allerdings keien Cellulose enthält
Was ist ein aktiver Transport durch die Zellwand?
- passiert unter Energieaufwand
- gegen das Konzentrationsgefälle -> Dort wo Konzentration bereits grösser ist
Was ist ein passiver Transport durch die Membran?
- braucht keine Energie
- folgt dem Konzentrationsgefälle -> Dort wo Konzentration tiefer ist
Was ist Diffusion?
Ist die Durchmischung von Stoffen durch die ungerichtete Eigenbewegung ihrer Teilchen. Jeder Stoff diffunidert - unabhängig von anderen Stoffen - seinem Konzentrationsgefälle folgend.
Von was ist die Diffusionsgeschwindigkeit abhängig?
Sie ist nur vom Konzentrationsgefälle abhängig. Das heisst z.b, Sauerstoff diffundiert in unserer Lunge umso schneller ins Blut, je höher der konzentrationsunterschied zwischen der Luft in der Lunge und im Blut ist.
Die Geschwindigkeit der Diffusion nimmt auch noch mit der Temperatur zu, weil Teilchen mit höhere Temp. sich schneller Bewegen -> Wärmebewegung
was ist Osmose?
Ist eine Diffusion von Wasser durch eine selketiv permeable Membran. Das Wasser diffundiert zur Lösung mit der höheren Konzentration gelöster Stoffe.
Was ist der osmotische Druck?
Ist der Druck den die Lösung im Osmometer durch die Wasseraufnahme erreicht. Er ist zur Konzentration der gelösten Teilchen proportional. Die Art der Teilchen hat keinen Einfluss. Er ist umso höher, je grösser die Konzentration der gelösten Stoffe zu Beginn gewesen war.
Was ist eine isotonische Lösung?
Lösungen mit gleichen Konzentrationen gelöster Teilchen sind isotonisch. Zwischen isotonischen Lösungen findet zwar eine Diffusion, aber kein Nettotransport statt.
Was ist eine hypertonische Lösung?
Bei Lösungen mit unterschiedlichen Konzentrationen diffundiert Wasser von der Lösung mit der tieferen Konzentration gelöster Teilchen zur Lösung mit der höheren Konzentration gelöster Teilchen -> Druck steigt
Was ist eine hypotonische Lösung?
Ist die Lösung mit der tieferen Konzentration - der Druck sinkt dort
Wie funktioniert die Osmose bei Zellen mit Zellwand?
- Die Zellwand verhinder eine übermässige Dehnung der Zelle und damit auch die Wasseraufnahme
- Süsswasser dringt ein, Zellinhalt schwillt an und drückt von innen auf die Zellwand (Innendruck = Turgor). Die Zellwand wird dadurch etwas gedehnt und die Dehnung für zu einem wachsenden Gegendruck der Hülle -> Wanddruck behindert weitere Wasseraufnahme und bringt Osmose zum Stillstand -> Zelle ist prall gefüllt.
Wie funktioniert eine Bewegung durch Turgoränderung?
Der Turgor kann durch gezielte Veränderung der Innenkonzentration verändert werden. Manche Pflanzen nutzen das um Teile zu bewegen. Am Morgen nehmen die Zellen an der Unterseite des Gelenkts aktiv Ionen auf -> Durch Osmose strömgt dann Wasser nach und erhöht den Turgor -> Blatt wird angehoben. Am Abend geschieht das unbekehrte.
Was ist eine Plasmolyse?
Der Turgor sinkt bei grosser Trockenheit oder wenn die Zelle durch Osmose Wasser verliert. Zelle verliert Wasser, Druck im Innern sinkt, Spannung der Zellwand lässt nach -> Zelle verliert Turgeszenz. Der Protoplast schrumpft und löst sich zuerst stellenweise und schliesslich ganz von der Zellwand -> Plasmolyse
Was ist eine Deplasmolyse?
Bringt man plasmolysierte Zellen ins Wasser, bevor sie voll geschädigt sind, erholen sie sich wieder -> Turgor steigt und die Zellwand wird gespannt.
Welche Wege gibt es durch die Membran?
- Durch Lipidschicht: Kleine Moleküle wie Wasser- oder Sauerstoffmoleküle schlüpfen zwischen den Lipid-Molekülen hindurch
- Eiweisstunnel: Ionen und grössere hydrophile Moleküle passiern die Membran durch Eiweisstunnel mit hydrophilen Wänden.
- Carrier: Grosse und kleine Teilchen können von spezifischen Transporteiweissen bewegt werden. Carrier können auch gegen das Konzentrationsgefälle transportieren.
Was ist Assimilation?
- Ist der Aufbau körpereigenen Stoffe
- Assimilate dienen als Bau, Speicher oder Betriebsstoffe
Was ist die Bedeutung des Traubenzuckers bei der Fotosynthese?
- Ist der Ausgangsstoff zur Herstellung von anderen Zuckern wei Rohzucker und Vielfachzucker wie Cellulose
- Ist Ausgangsstoff zur Herstellung anderer Verbindungen (Aminosäuren)
- Wird in Form von Stärke gespeichert
- Betriebsstoff zur Herstellung von ATP dissimiliert
Beschreibe den Ablauf der Fotosynthese
- 1. Reaktion: Lichtreaktion: Spaltung des Wasser mit Hilfe von Enerige -> Fotolyse. Es entstehen 2 H-Atome und 1 O-Atom. Die H-Atome werden zur Übertragung auf die folgenden Reaktionen an ein Trägermolekül gebunden. Das O-Atom bildet mit einem Artgenossen ein O2-Molekül. So ensteht der gasförmige Sauerstoff, der als Endprodukt abgegeben wird. Der Sauerstoff stammt aus dem Wasser.
Summengleichung Lichtreaktion: 6 CO2 + 12 H2O --------> C6H12O6 + 6 O2 + 6 H2O
- Lichtunabhängige Reaktion: Kommt nach der Lichtreaktion und braucht kein Licht. Es ir in einer langen Reihe von vielen Reaktionen, aus Kohledioxid und Wasser Traubenzucker hergestellt. Die nötige Energie liefert das in der Lichtreaktion bereitgestellte ATP.
Summegleichung Lichtunabhägige R: 6 CO2 + 24H --------> C6H12O6 + 6 H2O
Was ist die Aufgabe der Dissimilation?
Sie dient zur Herstellung von ATP aus ADP + P