Zellbiologie
Grundlagen und Zellbiologie Fragen gemäss Lernzielen
Grundlagen und Zellbiologie Fragen gemäss Lernzielen
Nenne fünf Kennzeichen, anhand derer man Leben definiert.
- Besteht aus Zellen
- Entwickelt sich
- Hat ein Reaktionsvermögen
- Pflanzt sich fort
- Hat einen Stoffwechsel
Erläutere die Begriffe Lebensgemeinschaft und Population
Eine Lebensgemeinschaft sind alle Lebewesen eines Ökosystems (Teich)
Eine Population sind alle artgleichen Lebewesen dieser Lebensgemeinschaft.
Nenne Bau und Funktion von Kohlenhydraten
Bau
- Einfachzucker, Doppelzucker und Vielfachzucker
- Bausteine bestehen aus C, H, und O-Atomen
- Erkennbar an Ringstruktur (5- oder 6-eckig)
Funktion
- Baustoff, Betriebsstoff, Reservestoff
- Beispiele: Glucose, Stärke, Cellulose
Nenne Bau und Funktion von Lipiden
Bau
- Ein Glycerin-Molekül und mehrere Fettsäuren als hydrophobe Schwänze
- Schwänze aus C und H, Kopf aus C + H + O + (P). Kein Stickstoffatom
Funktion
- Reservestoff, Betriebsstoff, Baustoff (Isolierung),
Nenne Bau und Funktion von Eiweissen
Bau
- Besteht aus Aminosäuren, die über Peptidbindungen miteinander verknüpft sind
- Aminosäuren bestehen aus Rückgrat und variabler Seitenkette. Enthalten immer N-Atom!
- Primär-, Sekundär-, Tertiärstruktur
Funktion
- Enzyme
- Transport, Kommunikation
- Abwehr
- Baustoff
Nenne Bau und Funktion von Nukleinsäuren
Bau
- Besteht aus vier versch. Nukleotide
- Nukleotide bestehen aus stickstoffhaltiger Base, einem Zuckerrest und einem Phosphatrest
Funktion
Speicherung und Übertragung der Erbinformation.
Nennen Sie drei Arten von Plastiden in der pflanzl. Zelle und deren Aufgaben
- Chloroplasten: Tragen den Stoff Chlorophyl und sind für die Fotosynthese zuständig
- Chromoplasten: Enthalten Farbstoffe
- Leukoplasten: Produzieren Stärke aus Glucose und speichern sie
Wozu dienen in der Pflanzenzellen die Vakuolen?
Sie dienen dem schnellen Wachstum. Vakuolen sind Lager für Reservestoffe und Abfälle und nehmen bis zu 90% des Zellraums ein.
Wodurch unterscheiden sich tierische von pflanzlichen Zellen?
Da Tiere heterotroph sind, besitzen sie keine Plastiden. Ihre Zellen haben keine Zellwände, da sie sich frei bewegen müssen. Auch die Vakuolen fehlen, da sie nicht auf ein so schnelles Wachstum angewiesen sind.
Nenne alle Zellorganellen, gruppiert nach Einfach- oder Doppelmembran. Gib zu jeder Gruppe an, wie ihre Organelle entstehen.
Organelle mit Einfachmembran (entstehen durch Abschnürung)
- Raues ER (Endoplasmatisches Reticulum)
- Glattes ER
- Golgi-Apparat (Dictyosomen)
- Vesikel
- Vakuolen
Organellen mit Doppelmembran (entstehen durch Teilung ihresgleichen)
- Zellkern
- Mitochondrien
- Plastide
Organellen ohne Membran (Selbstaufbau)
- Ribosomen
- Elemente des Cytoskeletts
Wie sind die Membranen in der Zelle aufgebaut? Wodurch unterscheiden sie sich von der Zellmembran?
Die Membran besteht aus einer Lipid-Doppelschicht, wobei die hydrophoben Schwänze gegen innen schauen. In der Membran befinden sich Proteine (Enzyme, Tunnelproteine, Carrier, Rezeptoren).
Die Zellmembran enthält zusätzlich noch Kohlenhydrate, welche als Namensschilder dienen.
Nenne die Aufgaben des endoplasmatischen Reticulums.
An den Ribosomen des rauen ER werden mithilfe der mRNA Eiweisse synthetisiert und verschickt.
Das glatte ER ist für die Produktion von Membranlipiden zuständig und ist am Abbau von Giften beteiligt.
Was ist die Aufgabe des Golgi-Apparates?
Der Golgi-Apparat ist die zentrale Poststelle der Zelle. Er empfängt Vesikel, kombiniert die gelieferten Stoffe neu und schickt diese in adressierten Golgi-Vesikeln zu den Empfängern.
Erkläre, wie die Verdauung via Nahrungsvakuole funktioniert.
- Körperfremde Stoffe werden via Endocytose aufgenommen
- Die Verdauungsenzyme der Lysosomen zerlegen die Stoffe
- Die Nährstoffe werden ins Plasma aufgenommen
- Unverdauliches wird via Exocytose ausgeschieden
Warum produzieren Lebewesen ATP und nutzen nicht direkt energiereiche Stoffe?
Und warum bauen Zellen denn nicht direkt ATP auf, sondern zuerst andere Stoffe?
- ATP kann viel schneller abgebaut und benutzt werden als andere energiereiche Stoffe
- ATP ist universell verwendbar. Ihre Produktion kann zentral erfolgen
- Aufteilung der Energie in handliche Portionen
ATP eignet sich nicht für die Speicherung grosser Energiemengen, da der Energiewert viel geringer ist als z.B. von Fetten.
Wie ist das Cytolskelett aufgebaut und welche Aufgaben hat es?
Es besteht aus Mikrotubuli und Mikrofilamenten. Zusammen mit Motorproteinen ermöglichen diese die Bewegungen innerhalb und die Verformung der ganzen Zelle.
Durch Geisseln und Wimpern können sich Einzeller fortbewegen, oder die Zellen von Vielzellern Stoffe transportieren (Zellen der Luftröhre).
Nenne Bau und Funktionen der Zellwand.
Wie entsteht die neue Zellwand bei der Zellteilung?
Die Zellwand besteht aus Cellulosefasern und einer Grundsubstanz.
Ihre Funktionen sind die Stützung der Zelle und Schutz vor mechanischer Einwirkung. Durch Ein- und Auflagerungen kann die Zellwand verholzt oder abgedichtet werden.
Bei der Zellteilung entsteht die neue Trennwand aus Golgi-Vesikeln, die zusammenschmelzen und deren Inhalt die neue Mittellamelle bilden.
Wodurch unterscheiden sich Procyten von Eucyten?
- Procyten haben keine Organellen mit Membranhülle
- Die DNA befindet sich als ein einziges langes Molekül direkt im Zellplasma (Kernregion)
- Die Zellatmung und Fotosynthese finden direkt an der Zellmembran statt
- Geisseln sind nackte Eiweissfäden
- Die Zellwand besteht nicht aus Cellulose
Was können Zellen in einer hypotonischen Umgebung tun, um nicht zu platzen?
- Pulsierende Vakuolen befördern das Wasser nach aussen (Zellen ohne Zellwand)
- Bei Zellen mit Zellwand beendet der Gegendruck der Zellwand die Aufnahme. Der Turgor (Innendruck) verleiht Stabilität.
- Glucose kann in die osmotisch unwirksame Stärke umgewandelt werden.
Was passiert bei pflanzlichen Zellen, wenn sie zu viel Wasser verlieren?
Der Turgor sinkt und der Protoplast schrumpft und löst sich schliesslich von der Zellwand (Plasmolyse).
Wie kann eine Zelle den Stoffaustausch regulieren?
Einfache Diffusion: Durch Verändern der Innenkonzentration
Erleichterte Diffusion (passiv): Öffnen und Schliessen von Eiweisstunnel
Carrier: Leistund der Carrier erhöhen / verringern. Hormone geben die Anweisung dazu.
Erkläre das Funktionsprinzip eines Enzyms
Die aktive Stelle des Enzyms bindet an das Substrat und verändert es so, dass die Aktivierungsenergie für die entsprechende Reaktion gesenkt wird.
Enzyme sind wirkungs- und substratspezifisch, katalysieren also nur eine Reaktion eines einzigen Substrats.
Enzyme werden nicht verbraucht. Sie können bei grosser Wärme oder durch Stoffe wie Säuren denaturiert werden.
Wovon ist die Geschwindigkeit einer Reaktion in der Zelle abhängig und wie kann diese beeinflusst werden?
Die Geschwindigkeit wird über Enzymaktivität und Enzymkonzentration reguliert.
Die Konzentrationen der Edukte und Produkte beeinflussen sowohl die Enzymbildung, wie auch die Enzymaktivität. Die Aktivität kann ausserdem über Aktivatoren und Hemmstoffe reguliert werden.
Beschreibe den Ablauf er Fotosynthese (inkl. Reaktionsgleichung)
Lichtreaktionen
Im Granabereich wird am Chlorophyll Wasser fotolysiert: die H-Atome werden an ein Trägermolekül gebunden und der Sauerstoff wird als O2 frei. Daneben wird die Lichtenergie auch für die Herstellung von ATP aus ADP+P genutzt.
Dunkelreaktionen
In den lichtunabhängigen reagieren Kohlendioxid und Wasserstoff zu Glucose und Wasser. Die notwendige Energie stammt vom ATP.
6 CO2 + 6 H2O → C6H12O6 + 6 O2
Woher stammt die Energie für die C-Assimilation bei der Chemosynthese?
Aus der Oxidation von anorganischen Stoffen.
Wo findet die Dissimilation statt?
Die Zellatmung beginnt mit der Glykolyse (Spaltung der Glucose in Brenztraubensäure) im Plasma. Auch die Dissimilation von Fetten und Eiwissen beginnt im Plasma. Die Produkte werden dann in die Mitochondrien aufgenommen und in ATP umgewandelt.
Wie funktionieren Gärungen und wozu dienen sie.
Bei Gärungen wird Glucose ohne Sauerstoff in Milchsäure (Milchsäuregärung) oder Ethanol (alkoholische Gärung) abgebaut.
Alkoholische Gärung können nur Hefepilze, Milchsäuregärung treffen wir bei Bakterien und Pilzen, sowie auch bei Tieren an, die trotz Sauerstoffmangel Energie benötigen.
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Cartes-fiches
Nenne fünf Kennzeichen, anhand derer man Leben definiert.
- Besteht aus Zellen
- Entwickelt sich
- Hat ein Reaktionsvermögen
- Pflanzt sich fort
- Hat einen Stoffwechsel
Erläutere die Begriffe Lebensgemeinschaft und Population
Eine Lebensgemeinschaft sind alle Lebewesen eines Ökosystems (Teich)
Eine Population sind alle artgleichen Lebewesen dieser Lebensgemeinschaft.
Nenne Bau und Funktion von Kohlenhydraten
Bau
- Einfachzucker, Doppelzucker und Vielfachzucker
- Bausteine bestehen aus C, H, und O-Atomen
- Erkennbar an Ringstruktur (5- oder 6-eckig)
Funktion
- Baustoff, Betriebsstoff, Reservestoff
- Beispiele: Glucose, Stärke, Cellulose
Nenne Bau und Funktion von Lipiden
Bau
- Ein Glycerin-Molekül und mehrere Fettsäuren als hydrophobe Schwänze
- Schwänze aus C und H, Kopf aus C + H + O + (P). Kein Stickstoffatom
Funktion
- Reservestoff, Betriebsstoff, Baustoff (Isolierung),
Nenne Bau und Funktion von Eiweissen
Bau
- Besteht aus Aminosäuren, die über Peptidbindungen miteinander verknüpft sind
- Aminosäuren bestehen aus Rückgrat und variabler Seitenkette. Enthalten immer N-Atom!
- Primär-, Sekundär-, Tertiärstruktur
Funktion
- Enzyme
- Transport, Kommunikation
- Abwehr
- Baustoff
Nenne Bau und Funktion von Nukleinsäuren
Bau
- Besteht aus vier versch. Nukleotide
- Nukleotide bestehen aus stickstoffhaltiger Base, einem Zuckerrest und einem Phosphatrest
Funktion
Speicherung und Übertragung der Erbinformation.
Nennen Sie drei Arten von Plastiden in der pflanzl. Zelle und deren Aufgaben
- Chloroplasten: Tragen den Stoff Chlorophyl und sind für die Fotosynthese zuständig
- Chromoplasten: Enthalten Farbstoffe
- Leukoplasten: Produzieren Stärke aus Glucose und speichern sie
Wozu dienen in der Pflanzenzellen die Vakuolen?
Sie dienen dem schnellen Wachstum. Vakuolen sind Lager für Reservestoffe und Abfälle und nehmen bis zu 90% des Zellraums ein.
Wodurch unterscheiden sich tierische von pflanzlichen Zellen?
Da Tiere heterotroph sind, besitzen sie keine Plastiden. Ihre Zellen haben keine Zellwände, da sie sich frei bewegen müssen. Auch die Vakuolen fehlen, da sie nicht auf ein so schnelles Wachstum angewiesen sind.
Nenne alle Zellorganellen, gruppiert nach Einfach- oder Doppelmembran. Gib zu jeder Gruppe an, wie ihre Organelle entstehen.
Organelle mit Einfachmembran (entstehen durch Abschnürung)
- Raues ER (Endoplasmatisches Reticulum)
- Glattes ER
- Golgi-Apparat (Dictyosomen)
- Vesikel
- Vakuolen
Organellen mit Doppelmembran (entstehen durch Teilung ihresgleichen)
- Zellkern
- Mitochondrien
- Plastide
Organellen ohne Membran (Selbstaufbau)
- Ribosomen
- Elemente des Cytoskeletts
Wie sind die Membranen in der Zelle aufgebaut? Wodurch unterscheiden sie sich von der Zellmembran?
Die Membran besteht aus einer Lipid-Doppelschicht, wobei die hydrophoben Schwänze gegen innen schauen. In der Membran befinden sich Proteine (Enzyme, Tunnelproteine, Carrier, Rezeptoren).
Die Zellmembran enthält zusätzlich noch Kohlenhydrate, welche als Namensschilder dienen.
Nenne die Aufgaben des endoplasmatischen Reticulums.
An den Ribosomen des rauen ER werden mithilfe der mRNA Eiweisse synthetisiert und verschickt.
Das glatte ER ist für die Produktion von Membranlipiden zuständig und ist am Abbau von Giften beteiligt.
Was ist die Aufgabe des Golgi-Apparates?
Der Golgi-Apparat ist die zentrale Poststelle der Zelle. Er empfängt Vesikel, kombiniert die gelieferten Stoffe neu und schickt diese in adressierten Golgi-Vesikeln zu den Empfängern.
Erkläre, wie die Verdauung via Nahrungsvakuole funktioniert.
- Körperfremde Stoffe werden via Endocytose aufgenommen
- Die Verdauungsenzyme der Lysosomen zerlegen die Stoffe
- Die Nährstoffe werden ins Plasma aufgenommen
- Unverdauliches wird via Exocytose ausgeschieden
Warum produzieren Lebewesen ATP und nutzen nicht direkt energiereiche Stoffe?
Und warum bauen Zellen denn nicht direkt ATP auf, sondern zuerst andere Stoffe?
- ATP kann viel schneller abgebaut und benutzt werden als andere energiereiche Stoffe
- ATP ist universell verwendbar. Ihre Produktion kann zentral erfolgen
- Aufteilung der Energie in handliche Portionen
ATP eignet sich nicht für die Speicherung grosser Energiemengen, da der Energiewert viel geringer ist als z.B. von Fetten.
Wie ist das Cytolskelett aufgebaut und welche Aufgaben hat es?
Es besteht aus Mikrotubuli und Mikrofilamenten. Zusammen mit Motorproteinen ermöglichen diese die Bewegungen innerhalb und die Verformung der ganzen Zelle.
Durch Geisseln und Wimpern können sich Einzeller fortbewegen, oder die Zellen von Vielzellern Stoffe transportieren (Zellen der Luftröhre).
Nenne Bau und Funktionen der Zellwand.
Wie entsteht die neue Zellwand bei der Zellteilung?
Die Zellwand besteht aus Cellulosefasern und einer Grundsubstanz.
Ihre Funktionen sind die Stützung der Zelle und Schutz vor mechanischer Einwirkung. Durch Ein- und Auflagerungen kann die Zellwand verholzt oder abgedichtet werden.
Bei der Zellteilung entsteht die neue Trennwand aus Golgi-Vesikeln, die zusammenschmelzen und deren Inhalt die neue Mittellamelle bilden.
Wodurch unterscheiden sich Procyten von Eucyten?
- Procyten haben keine Organellen mit Membranhülle
- Die DNA befindet sich als ein einziges langes Molekül direkt im Zellplasma (Kernregion)
- Die Zellatmung und Fotosynthese finden direkt an der Zellmembran statt
- Geisseln sind nackte Eiweissfäden
- Die Zellwand besteht nicht aus Cellulose
Was können Zellen in einer hypotonischen Umgebung tun, um nicht zu platzen?
- Pulsierende Vakuolen befördern das Wasser nach aussen (Zellen ohne Zellwand)
- Bei Zellen mit Zellwand beendet der Gegendruck der Zellwand die Aufnahme. Der Turgor (Innendruck) verleiht Stabilität.
- Glucose kann in die osmotisch unwirksame Stärke umgewandelt werden.
Was passiert bei pflanzlichen Zellen, wenn sie zu viel Wasser verlieren?
Der Turgor sinkt und der Protoplast schrumpft und löst sich schliesslich von der Zellwand (Plasmolyse).
Wie kann eine Zelle den Stoffaustausch regulieren?
Einfache Diffusion: Durch Verändern der Innenkonzentration
Erleichterte Diffusion (passiv): Öffnen und Schliessen von Eiweisstunnel
Carrier: Leistund der Carrier erhöhen / verringern. Hormone geben die Anweisung dazu.
Erkläre das Funktionsprinzip eines Enzyms
Die aktive Stelle des Enzyms bindet an das Substrat und verändert es so, dass die Aktivierungsenergie für die entsprechende Reaktion gesenkt wird.
Enzyme sind wirkungs- und substratspezifisch, katalysieren also nur eine Reaktion eines einzigen Substrats.
Enzyme werden nicht verbraucht. Sie können bei grosser Wärme oder durch Stoffe wie Säuren denaturiert werden.
Wovon ist die Geschwindigkeit einer Reaktion in der Zelle abhängig und wie kann diese beeinflusst werden?
Die Geschwindigkeit wird über Enzymaktivität und Enzymkonzentration reguliert.
Die Konzentrationen der Edukte und Produkte beeinflussen sowohl die Enzymbildung, wie auch die Enzymaktivität. Die Aktivität kann ausserdem über Aktivatoren und Hemmstoffe reguliert werden.
Beschreibe den Ablauf er Fotosynthese (inkl. Reaktionsgleichung)
Lichtreaktionen
Im Granabereich wird am Chlorophyll Wasser fotolysiert: die H-Atome werden an ein Trägermolekül gebunden und der Sauerstoff wird als O2 frei. Daneben wird die Lichtenergie auch für die Herstellung von ATP aus ADP+P genutzt.
Dunkelreaktionen
In den lichtunabhängigen reagieren Kohlendioxid und Wasserstoff zu Glucose und Wasser. Die notwendige Energie stammt vom ATP.
6 CO2 + 6 H2O → C6H12O6 + 6 O2
Woher stammt die Energie für die C-Assimilation bei der Chemosynthese?
Aus der Oxidation von anorganischen Stoffen.
Wo findet die Dissimilation statt?
Die Zellatmung beginnt mit der Glykolyse (Spaltung der Glucose in Brenztraubensäure) im Plasma. Auch die Dissimilation von Fetten und Eiwissen beginnt im Plasma. Die Produkte werden dann in die Mitochondrien aufgenommen und in ATP umgewandelt.
Wie funktionieren Gärungen und wozu dienen sie.
Bei Gärungen wird Glucose ohne Sauerstoff in Milchsäure (Milchsäuregärung) oder Ethanol (alkoholische Gärung) abgebaut.
Alkoholische Gärung können nur Hefepilze, Milchsäuregärung treffen wir bei Bakterien und Pilzen, sowie auch bei Tieren an, die trotz Sauerstoffmangel Energie benötigen.
