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Grundlagen zum Thema Zellen (Basiswissen)Inhalt
Zellen – BiologieSie ist die kleinste lebende Einheit – die Zelle. Jedes Lebewesen, ob Pflanze, Tier oder Pilz, ist aus mikroskopisch kleinen Zellen aufgebaut. Alle Aktivitäten, die wir ausführen – ob wir atmen, essen oder laufen – lassen sich auf Vorgänge in den Zellen zurückführen. Sie sind vielfältig in Bau und Funktion und doch haben diese „Grundbausteine des Lebens“ einige Gemeinsamkeiten. Aber was genau ist eine Zelle? Was ist eine Zelle? – DefinitionDer Name Zelle leitet sich vom lateinischen Wort cellula für „kleine Kammer“ ab. Die Zelle ist ein abgegrenztes System, das unabhängig und selbst erhaltend leben kann. In komplexen Organismen, beispielsweise in Tieren und Pflanzen, gibt es viele verschiedene Arten von Zellen mit speziellen Aufgaben. Welche Arten von Zellen gibt es?– ZellartenZunächst einmal unterscheidet man zwischen Zellen mit und ohne Zellkern.
Damit haben wir eine weitere Einteilung von Zellen kennengelernt:
Die menschlichen Zellen zählen übrigens zu den tierischen Zellen. Der grundsätzliche Aufbau einer ZelleAbhängig von der Zellart und ihrer Funktion gibt es verschiedene Bestandteile in einer Zelle. Jedoch gibt es Merkmale, die alle Zellen gemein haben. Diese sind nachfolgend in einer Tabelle zusammengefasst.
Mitochondrien sind sogenannte Organellen. Ein Vergleich von Pflanzen- und Tierzelle zeigt, dass Pflanzenzellen zusätzliche Organellen besitzen. Man nennt sie Plastiden. Dazu gehören beispielsweise Chloroplasten. Bedeutung der ZelleJede Zelle bildet für sich ein geschlossenes System. Das zeigt auch das Vorkommen von Einzellern. In komplexeren Organismen können sich Zellen eines Zelltyps zu Verbänden zusammenschließen – einem Gewebe. Mehrere Gewebe, die eine oder mehrere biologische Funktionen erfüllen, bilden ein Organ. In der Biologie spricht man bei dieser Unterteilung von Organisationsstufen. Ein Beispiel dazu: Die Drüsenzellen in der Magenschleimhaut bilden das Drüsengewebe. Zusammen mit weiteren Gewebetypen bildet das Drüsengewebe den Magen. Alle Gewebe und Organe zusammen bilden den Organismus, ein Lebewesen. Und darum haben selbst die unterschiedlichsten Lebewesen, die sich im Laufe der Evolution entwickelt haben, einen grundsätzlich ähnlichen Aufbau und einen kleinsten gemeinsamen Nenner – die Zelle. Kurze Zusammenfassung zum Video Zellen (Basiswissen)Was ist eine Zelle? Und welche Zelltypen gibt es? Was sind Prokaryoten und was sind Eukaryoten? In diesem Video erhältst du einen Überblick zu dem Thema Zelle. Du lernst, welche Bestandteile in einer Zelle vorkommen und welche Funktionen sie ausüben. Im Anschluss kannst du dein Wissen mit den interaktiven Übungsaufgaben und einem Arbeitsblatt testen.
Transkript Zellen (Basiswissen)Das Thema dieses Films sind die Zellen. Das Leben auf der Erde ist von einer überwältigenden Vielfalt und doch funktioniert alles nach dem gleichen Bauplan. Denn jedes Lebewesen ist aus mikroskopisch kleinen Zellen aufgebaut.Ob wir atmen, essen, fernsehen oder Fußball spielen, alle Aktivitäten lassen sich auf Vorgänge in den Zellen zurückführen. Was steckt hinter diesen Grundbausteinen des Lebens? Zellen sind winzige, voneinander getrennte Räume. Man unterscheidet zwei große Gruppen von Zellen. Die einfachsten Lebewesen auf der Erde, beispielsweise die Bakterien, bestehen aus nur einer Zelle, die keinen Zellkern hat. Man nennt diese Zellen Protocyten. Die Zellen von Pflanzen, Tieren, Pilzen und Menschen hingegen haben alle einen Zellkern. Sie heißen Eucyten. Menschen sowie die meisten Tiere und Pflanzen sind sogenannte Vielzeller, sie bestehen aus Milliarden von Zellen mit Zellkern. Unter diesen gibt es viele verschiedene Zelltypen. Jeder Zelltyp ist auf eine bestimmte Aufgabe spezialisiert. Die Zellen der Muskeln beispielsweise können viel Energie bereitstellen und sich sehr gut zusammenziehen. Die Nervenzellen hingegen leiten Sinneseindrücke weiter. Obwohl die einzelnen Zelltypen je nach ihren Aufgaben Unterschiede aufweisen, haben sie einen grundsätzlich ähnlichen Aufbau. Alle Zellen sind mit einer gelartigen Substanz gefüllt, dem sogenannten Cytoplasma. Das Cytoplasma ist eine Art Transportmedium für Nährstoffe, Proteine und Enzyme. Im Cytoplasma befinden sich die auf unterschiedliche Stoffwechselvorgänge spezialisierten Organellen. Sie sind von Membranen umschlossen, damit die verschiedenen Stoffwechselvorgänge in der Zelle gleichzeitig ablaufen können. Eine Zelle mit ihren Organellen kann man mit einer Fabrik im Miniaturformat vergleichen. Es passieren viele Dinge gleichzeitig und an verschiedenen Stellen. Stoffe werden hergestellt, verwertet und transportiert. Die Kommandozentrale dieser Miniaturfabrik ist der Zellkern. Von hier aus werden alle Abläufe in der Zelle gesteuert. Dies geschieht mithilfe der Erbinformationen, die sich auf den Chromosomen im Zellkern befinden. So werden Botenstoffe an die Ribosomen gesendet, in denen sich daraufhin Proteine bilden. Proteine bilden die Grundlage für alle in der Zelle ablaufenden Prozesse. Die Ribosomen kann man mit den Maschinen vergleichen, die in einer Fabrik stehen. Das sogenannte Endoplasmatische Retikulum und der Golgi-Apparat entsprechen dann der Verpackungs- und Versandzentrale in einer Fabrik. Hier werden Stoffe aufgebaut, gespeichert und für den Weitertransport bereitgestellt. Diese Pakete werden dann von den Vesikeln transportiert, eine Art membranumhüllter Bläschen. Die meisten Transportaufgaben der Vesikel werden vom Golgi-Apparat koordiniert. Damit all diese Prozesse ablaufen können, wird Energie benötigt. Diese wird in den Mitochondrien produziert. Sie sind die Kraftwerke der Zelle. In den Mitochondrien findet die Zellatmung statt. Dabei wird mithilfe von Sauerstoff energiereiche Glukose in die energiearmen Stoffe Wasser und Kohlenstoffdioxid umgewandelt. Bei diesem Umwandlungsprozess wird die Energie freigesetzt, die für die Stoffwechselvorgänge benötigt wird. Pflanzenzellen unterscheiden sich von tierischen Zellen dadurch, dass die zusätzliche Organellen besitzen, zum Beispiel die Chloroplasten. In diesen findet die Photosynthese statt. Dabei gewinnt die Pflanze aus Wasser und Kohlenstoffdioxid mithilfe der Sonnenenergie Zucker und Sauerstoff. Man kann die Nutzung der Sonnenenergie in den Chloroplasten auch mit der Arbeitsweise von Sonnenkollektoren vergleichen. Außerdem besitzen Pflanzen Vakuolen. Hier werden viele Stoffe wie Nähr- und Farbstoffe gespeichert. Mehrere Vakuolen können sich zu einer einzigen Zentralvakuole zusammenschließen, die in der Pflanzenzelle einen großen Raum einnehmen kann. Vakuolen entsprechen Lagerhallen in der Miniaturfabrik. Es gibt noch einen weiteren Unterschied zwischen pflanzlichen und tierischen Zellen. Beide sind nach außen von einer Membran umschlossen. Pflanzliche Zellen haben aber zusätzlich noch eine Zellwand, die sich an die Membran anschließt. Sie stabilisiert die Pflanzenzelle. Jede Zelle bildet für sich ein geschlossenes System. Die Zellen eines Zelltyps schließen sich allerdings zu Verbänden zusammen. So einen Verband aus Zellen nennt man Gewebe. Wenn mehrere Gewebe für eine spezielle Aufgabe zuständig sind, bilden sie zusammen ein Organ. So bilden beispielsweise die Drüsenzellen in der Magenschleimhaut einen Verband, das Drüsengewebe. Zusammen mit weiteren Gewebetypen bildet das Drüsengewebe den Magen. Aus vielen Zellen bilden sich also einzelne Gewebe, aus vielen Geweben dann Organe. Alle Gewebe und Organe zusammen bilden den Organismus, ein Lebewesen. Und darum haben selbst die unterschiedlichsten Lebewesen, die sich im Laufe der Evolution entwickelt haben, einen grundsätzlich ähnlichen Aufbau. Zellen (Basiswissen) ÜbungDu möchtest dein gelerntes Wissen anwenden? Mit den Aufgaben zum Video Zellen (Basiswissen) kannst du es wiederholen und üben.
Was ist die Funktion von der Zellwand?Die Zellwand hat zwei wichtige Funktionen: zum einen dient sie der Stabilität der Zelle und hält sie in „Form“, sie wirkt dem osmotischen Druck der Zelle entgegen. Zum anderen schützt sie das Innenleben der Zelle, z.B. vor Pathogenen (Viren, Bakterien, Pilzen u.a.).
Hat der Mensch eine Zellwand?Menschen und Tiere besitzen keine Zellwand. Ihre Zellen werden von einer Zellmembran umschlossen, die meist aus einer Lipiddoppelschicht besteht und nur für bestimmte Stoffe (Semipermeabilität) durchlässig ist.
Wie entsteht eine Zellwand?Entstehung der pflanzlichen Zellwand
Nur während einer Zellteilung werden neue Zellwände gebildet. Dabei entsteht zuerst in der Äquatorialebene eine dünne Haut, die Zellplatte. Diese entsteht durch das Zusammenfließen vieler Golgi-Vesikel und bleibt nach der Fertigstellung der Zellwand als Mittellamelle erhalten.
Wer hat eine Zellwand?Eine Zellwand ist eine dicke Hülle, die Pflanzenzellen , prokaryotische Zellen, wie zum Beispiel Bakterienzellen und Archaeen und Pilzzellen umgibt. Tierzellen besitzen keine Zellwände.
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