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Cytologie Lernzettel: Vergleich von Prokaryoten und Eukaryoten

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Lernzettel, Klausuren

7.2.2021

Biologie

Lernzettel Cytologie

Cytologie Lernzettel: Vergleich von Prokaryoten und Eukaryoten

Die Zellbiologie oder Cytologie öffnet uns ein faszinierendes Fenster in die mikroskopische Welt der Grundbausteine allen Lebens. In diesem Überblick werden wir die fundamentalen Unterschiede zwischen Prokaryoten und Eukaryoten kennenlernen, wobei wir besonderes Augenmerk auf ihre strukturellen Merkmale legen. Wir werden zudem die charakteristischen Eigenschaften von Tier- und Pflanzenzellen vergleichen und ihre spezifischen Organellen und Funktionen untersuchen. Die Endosymbiontentheorie wird uns erklären, wie komplexe Zellstrukturen wie Mitochondrien und Chloroplasten evolutionär entstanden sind. Dieses Wissen bildet die Grundlage zum Verständnis aller biologischen Prozesse in Organismen.

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7.2.2021

452

Eukaryoten:
→ Zellkern mit Kernhülle, diploid
→getrennte Reaktionsräume durch Membranen
→ diverse Organellen mit speziellen Funktionen (z.B.

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Eukaryoten und Prokaryoten im Vergleich

Eukaryoten

Eukaryoten sind Lebewesen, deren Zellen einen echten Zellkern mit Kernhülle besitzen.

Hauptmerkmale der Eukaryoten:

  • Zellkern mit Kernhülle, diploid doppelterChromosomensatzdoppelter Chromosomensatz
  • Getrennte Reaktionsräume durch Membranen KompartimentierungKompartimentierung
  • Diverse spezialisierte Organellen z.B.MitochondrienzurEnergiegewinnungz.B. Mitochondrien zur Energiegewinnung
  • Größere Ribosomen als Prokaryoten

Tierzelle vs. Pflanzenzelle

Tierzelle:

  • Besitzt Zellmembran, aber keine Zellwand
  • Enthält Zellkern, Mitochondrien, Golgi-Apparat
  • Hat glattes und raues Endoplasmatisches Retikulum ERER
  • Enthält Cytoskelett zur Stabilisierung

Pflanzenzelle:

  • Hat Zellwand aus Cellulose
  • Besitzt große Zellsaftvakuole Speicherfu¨rReservestoffeoderEndlagerfu¨rAusscheidungsprodukteSpeicher für Reservestoffe oder Endlager für Ausscheidungsprodukte
  • Enthält Chloroplasten und andere Plastiden Leukoplasten,ChromoplastenLeukoplasten, Chromoplasten
  • Hat alle Organellen einer Tierzelle plus pflanzenspezifische Strukturen

Wichtiger Vergleich: Der Hauptunterschied zwischen Tier- und Pflanzenzellen liegt in der Zellwand, den Chloroplasten und der großen Vakuole, die nur in Pflanzenzellen vorkommen. Diese Strukturen ermöglichen Pflanzen die Fotosynthese und geben ihren Zellen Stabilität.

Eukaryoten:
→ Zellkern mit Kernhülle, diploid
→getrennte Reaktionsräume durch Membranen
→ diverse Organellen mit speziellen Funktionen (z.B.

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Prokaryoten und Größenordnungen in der Biologie

Prokaryoten - Bakterienzelle

Charakteristika von Prokaryoten:

  • Ringförmige DNA ohne Kernhülle und ohne Proteine, haploid
  • Mehrschichtige Zellwand
  • Eventuell Geißel zur Fortbewegung, Pili zum Anheften an Oberflächen
  • Nur kleine Ribosomen
  • Keine Organellen wie Mitochondrien oder Chloroplasten

Schlüsselunterschied: Prokaryoten und Eukaryoten unterscheiden sich fundamental in ihrem Aufbau. Während Prokaryoten keinen echten Zellkern haben und ihre DNA frei im Cytoplasma vorliegt, besitzen Eukaryoten einen von einer Membran umschlossenen Zellkern und verschiedene Organellen.

Größenordnungen in der Biologie:

  • 1 mm = 0,001 m = 10^-3 m
  • 1 μm = 0,000.001 m = 10^-6 m typischeGro¨ßevonZellentypische Größe von Zellen
  • 1 nm = 0,000.000.001 m = 10^-9 m Gro¨ßekleinerMoleku¨leGröße kleiner Moleküle

Endosymbiontentheorie:

Die Endosymbiontentheorie erklärt, wie sich Zellorganellen wie Mitochondrien und Plastiden entwickelt haben:

  • Ursprünglich frei lebende Bakterien wurden von großen, amöbenähnlichen Ureukaryoten durch Endocytose aufgenommen
  • Statt verdaut zu werden, entwickelten sie eine symbiotische Beziehung

Belege für die Endosymbiontentheorie:

  • Mitochondrien und Plastiden sind etwa so groß wie Bakterien
  • Sie besitzen zwei Membranen
  • Sie haben jeweils eigene, ringförmige DNA
  • Sie teilen sich eigenständig und werden bei der Zellteilung weitergegeben
  • Sie haben eigene Ribosomen zur Proteinherstellung
  • Ihre Ribosomen ähneln denen von Bakterien

Evolutionskonzept: Die Endosymbiontentheorie ist ein Paradebeispiel für die Evolution durch Kooperation. Was als "Verschlucken" eines Organismus durch einen anderen begann, führte zu einer dauerhaften Symbiose, die beiden Partnern Vorteile brachte und die Grundlage für komplexeres Leben bildete.

Eukaryoten:
→ Zellkern mit Kernhülle, diploid
→getrennte Reaktionsräume durch Membranen
→ diverse Organellen mit speziellen Funktionen (z.B.

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Mikroskopische Techniken

In der Zellbiologie werden verschiedene mikroskopische Techniken eingesetzt, um Zellstrukturen sichtbar zu machen.

Lichtmikroskop

Das Lichtmikroskop ist das grundlegende Werkzeug der Zellbiologie:

  • Nutzt sichtbares Licht zur Abbildung von Objekten
  • Vergrößerung typischerweise bis zu 1000-fach
  • Ermöglicht die Beobachtung lebender Zellen
  • Geringere Auflösung als Elektronenmikroskope
  • Einfache Probenvorbereitung

Elektronenmikroskop

Das Elektronenmikroskop ermöglicht eine deutlich höhere Auflösung:

  • Nutzt Elektronenstrahlen statt Licht
  • Vergrößerung bis zu 500.000-fach möglich
  • Zeigt feinste zelluläre Strukturen
  • Erfordert spezielle Probenvorbereitung
  • Proben müssen im Vakuum betrachtet werden keinelebendenZellenkeine lebenden Zellen

Technologischer Fortschritt: Elektronenmikroskope haben unser Verständnis von Prokaryoten und Eukaryoten revolutioniert. Erst durch sie konnten wir die Feinstruktur von Organellen wie Mitochondrien und Chloroplasten erkennen, was die Endosymbiontentheorie stützt. Ohne diese Technologie wären viele Unterschiede zwischen Tier- und Pflanzenzellen nicht erkennbar.

Die Wahl des Mikroskops hängt davon ab, welche Strukturen untersucht werden sollen und ob lebende Zellen beobachtet werden müssen.

Eukaryoten:
→ Zellkern mit Kernhülle, diploid
→getrennte Reaktionsräume durch Membranen
→ diverse Organellen mit speziellen Funktionen (z.B.

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Fachbegriffe der Zellbiologie - Teil 1

Grundlegende Zellbiologische Begriffe

Bakterien:

  • Sind Prokaryoten ohne Zellkern oder Organellen
  • Kommen in praktisch allen Lebensräumen vor
  • Beispiele: Escherichia coli, Staphylococcus aureus

Biomembran:

  • Besteht aus einer Lipiddoppelschicht mit eingelagerten Proteinen
  • Grenzt Zellen oder Organellen von ihrer Umgebung ab
  • Ist selektiv durchlässig durch spezielle Pumpen und Kanäle
  • Findet sich in allen Zelltypen und Organellen

Chloroplast:

  • Organelle in Pflanzenzellen, Ort der Fotosynthese
  • Charakteristisch grün durch Chlorophyll
  • Typisches Beispiel für Endosymbiose

Endoplasmatisches Retikulum ERER:

  • Netzwerk aus Membranen im Zytoplasma von Eukaryoten
  • Verbindet Zellkern mit Golgi-Apparat
  • Unterteilt in: Raues ER: Mit Ribosomen besetzt, produziert Proteine Glattes ER: Ohne Ribosomen, für Hormonsynthese und Entgiftung

Eukaryoten:

  • Besitzen einen echten Zellkern mit Kernhülle
  • Können Einzeller oder Vielzeller sein
  • Zellteilung erfolgt durch Mitose
  • Beispiele: Alle Tiere, Pflanzen, Pilze und viele Einzeller

Wichtiger Zusammenhang: Die Unterscheidung zwischen Prokaryoten und Eukaryoten ist fundamental in der Biologie. Eukaryoten haben durch ihre Kompartimentierung in Organellen einen evolutionären Vorteil, da verschiedene biochemische Prozesse gleichzeitig in optimierten Umgebungen ablaufen können. Dies ermöglichte die Entwicklung komplexer vielzelliger Organismen.

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Lena, iOS Userin

Ich liebe diese App ❤️, ich benutze sie eigentlich immer, wenn ich lerne.

 

Biologie

452

7. Feb. 2021

5 Seiten

Cytologie Lernzettel: Vergleich von Prokaryoten und Eukaryoten

L

Lernzettel, Klausuren

@madita1

Die Zellbiologie oder Cytologie öffnet uns ein faszinierendes Fenster in die mikroskopische Welt der Grundbausteine allen Lebens. In diesem Überblick werden wir die fundamentalen Unterschiede zwischen Prokaryoten und Eukaryotenkennenlernen, wobei wir besonderes Augenmerk auf ihre strukturellen Merkmale legen. Wir... Mehr anzeigen

Eukaryoten:
→ Zellkern mit Kernhülle, diploid
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Eukaryoten und Prokaryoten im Vergleich

Eukaryoten

Eukaryoten sind Lebewesen, deren Zellen einen echten Zellkern mit Kernhülle besitzen.

Hauptmerkmale der Eukaryoten:

  • Zellkern mit Kernhülle, diploid doppelterChromosomensatzdoppelter Chromosomensatz
  • Getrennte Reaktionsräume durch Membranen KompartimentierungKompartimentierung
  • Diverse spezialisierte Organellen z.B.MitochondrienzurEnergiegewinnungz.B. Mitochondrien zur Energiegewinnung
  • Größere Ribosomen als Prokaryoten

Tierzelle vs. Pflanzenzelle

Tierzelle:

  • Besitzt Zellmembran, aber keine Zellwand
  • Enthält Zellkern, Mitochondrien, Golgi-Apparat
  • Hat glattes und raues Endoplasmatisches Retikulum ERER
  • Enthält Cytoskelett zur Stabilisierung

Pflanzenzelle:

  • Hat Zellwand aus Cellulose
  • Besitzt große Zellsaftvakuole Speicherfu¨rReservestoffeoderEndlagerfu¨rAusscheidungsprodukteSpeicher für Reservestoffe oder Endlager für Ausscheidungsprodukte
  • Enthält Chloroplasten und andere Plastiden Leukoplasten,ChromoplastenLeukoplasten, Chromoplasten
  • Hat alle Organellen einer Tierzelle plus pflanzenspezifische Strukturen

Wichtiger Vergleich: Der Hauptunterschied zwischen Tier- und Pflanzenzellen liegt in der Zellwand, den Chloroplasten und der großen Vakuole, die nur in Pflanzenzellen vorkommen. Diese Strukturen ermöglichen Pflanzen die Fotosynthese und geben ihren Zellen Stabilität.

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Prokaryoten und Größenordnungen in der Biologie

Prokaryoten - Bakterienzelle

Charakteristika von Prokaryoten:

  • Ringförmige DNA ohne Kernhülle und ohne Proteine, haploid
  • Mehrschichtige Zellwand
  • Eventuell Geißel zur Fortbewegung, Pili zum Anheften an Oberflächen
  • Nur kleine Ribosomen
  • Keine Organellen wie Mitochondrien oder Chloroplasten

Schlüsselunterschied: Prokaryoten und Eukaryoten unterscheiden sich fundamental in ihrem Aufbau. Während Prokaryoten keinen echten Zellkern haben und ihre DNA frei im Cytoplasma vorliegt, besitzen Eukaryoten einen von einer Membran umschlossenen Zellkern und verschiedene Organellen.

Größenordnungen in der Biologie:

  • 1 mm = 0,001 m = 10^-3 m
  • 1 μm = 0,000.001 m = 10^-6 m typischeGro¨ßevonZellentypische Größe von Zellen
  • 1 nm = 0,000.000.001 m = 10^-9 m Gro¨ßekleinerMoleku¨leGröße kleiner Moleküle

Endosymbiontentheorie:

Die Endosymbiontentheorie erklärt, wie sich Zellorganellen wie Mitochondrien und Plastiden entwickelt haben:

  • Ursprünglich frei lebende Bakterien wurden von großen, amöbenähnlichen Ureukaryoten durch Endocytose aufgenommen
  • Statt verdaut zu werden, entwickelten sie eine symbiotische Beziehung

Belege für die Endosymbiontentheorie:

  • Mitochondrien und Plastiden sind etwa so groß wie Bakterien
  • Sie besitzen zwei Membranen
  • Sie haben jeweils eigene, ringförmige DNA
  • Sie teilen sich eigenständig und werden bei der Zellteilung weitergegeben
  • Sie haben eigene Ribosomen zur Proteinherstellung
  • Ihre Ribosomen ähneln denen von Bakterien

Evolutionskonzept: Die Endosymbiontentheorie ist ein Paradebeispiel für die Evolution durch Kooperation. Was als "Verschlucken" eines Organismus durch einen anderen begann, führte zu einer dauerhaften Symbiose, die beiden Partnern Vorteile brachte und die Grundlage für komplexeres Leben bildete.

Eukaryoten:
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Mikroskopische Techniken

In der Zellbiologie werden verschiedene mikroskopische Techniken eingesetzt, um Zellstrukturen sichtbar zu machen.

Lichtmikroskop

Das Lichtmikroskop ist das grundlegende Werkzeug der Zellbiologie:

  • Nutzt sichtbares Licht zur Abbildung von Objekten
  • Vergrößerung typischerweise bis zu 1000-fach
  • Ermöglicht die Beobachtung lebender Zellen
  • Geringere Auflösung als Elektronenmikroskope
  • Einfache Probenvorbereitung

Elektronenmikroskop

Das Elektronenmikroskop ermöglicht eine deutlich höhere Auflösung:

  • Nutzt Elektronenstrahlen statt Licht
  • Vergrößerung bis zu 500.000-fach möglich
  • Zeigt feinste zelluläre Strukturen
  • Erfordert spezielle Probenvorbereitung
  • Proben müssen im Vakuum betrachtet werden keinelebendenZellenkeine lebenden Zellen

Technologischer Fortschritt: Elektronenmikroskope haben unser Verständnis von Prokaryoten und Eukaryoten revolutioniert. Erst durch sie konnten wir die Feinstruktur von Organellen wie Mitochondrien und Chloroplasten erkennen, was die Endosymbiontentheorie stützt. Ohne diese Technologie wären viele Unterschiede zwischen Tier- und Pflanzenzellen nicht erkennbar.

Die Wahl des Mikroskops hängt davon ab, welche Strukturen untersucht werden sollen und ob lebende Zellen beobachtet werden müssen.

Eukaryoten:
→ Zellkern mit Kernhülle, diploid
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Fachbegriffe der Zellbiologie - Teil 1

Grundlegende Zellbiologische Begriffe

Bakterien:

  • Sind Prokaryoten ohne Zellkern oder Organellen
  • Kommen in praktisch allen Lebensräumen vor
  • Beispiele: Escherichia coli, Staphylococcus aureus

Biomembran:

  • Besteht aus einer Lipiddoppelschicht mit eingelagerten Proteinen
  • Grenzt Zellen oder Organellen von ihrer Umgebung ab
  • Ist selektiv durchlässig durch spezielle Pumpen und Kanäle
  • Findet sich in allen Zelltypen und Organellen

Chloroplast:

  • Organelle in Pflanzenzellen, Ort der Fotosynthese
  • Charakteristisch grün durch Chlorophyll
  • Typisches Beispiel für Endosymbiose

Endoplasmatisches Retikulum ERER:

  • Netzwerk aus Membranen im Zytoplasma von Eukaryoten
  • Verbindet Zellkern mit Golgi-Apparat
  • Unterteilt in: Raues ER: Mit Ribosomen besetzt, produziert Proteine Glattes ER: Ohne Ribosomen, für Hormonsynthese und Entgiftung

Eukaryoten:

  • Besitzen einen echten Zellkern mit Kernhülle
  • Können Einzeller oder Vielzeller sein
  • Zellteilung erfolgt durch Mitose
  • Beispiele: Alle Tiere, Pflanzen, Pilze und viele Einzeller

Wichtiger Zusammenhang: Die Unterscheidung zwischen Prokaryoten und Eukaryoten ist fundamental in der Biologie. Eukaryoten haben durch ihre Kompartimentierung in Organellen einen evolutionären Vorteil, da verschiedene biochemische Prozesse gleichzeitig in optimierten Umgebungen ablaufen können. Dies ermöglichte die Entwicklung komplexer vielzelliger Organismen.

Eukaryoten:
→ Zellkern mit Kernhülle, diploid
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Fachbegriffe der Zellbiologie - Teil 2

Weitere wichtige Zellorganellen und Strukturen

Golgi-Apparat:

  • System aus Membranen und Vesikeln
  • Übernimmt die Fertigstellung und Sortierung von Proteinen
  • Verpackt Proteine für Transport nach außen oder in die Zellmembran

Kompartimentierung:

  • Unterteilung der eukaryotischen Zelle in abgegrenzte Bereiche OrganellenOrganellen
  • Ermöglicht optimale Bedingungen für verschiedene biochemische Prozesse
  • Grundlegendes Merkmal, das Eukaryoten von Prokaryoten unterscheidet

Lipid:

  • Gruppe chemischer Verbindungen, die sich gut in organischen Lösungsmitteln lösen
  • Schlecht wasserlöslich
  • Hauptbestandteil von Biomembranen alsPhospholipideals Phospholipide

Mitochondrium:

  • Organelle der Zellatmung in eukaryotischen Zellen
  • Besitzt stark gefaltete innere Membran zur Oberflächenvergrößerung
  • Hat eigene DNA und Ribosomen
  • Wird laut Endosymbiontentheorie von bakteriellen Vorfahren abgeleitet
  • Prokaryoten haben keine Mitochondrien

Nukleus ZellkernZellkern:

  • Enthält die DNA ErbinformationErbinformation in eukaryotischen Zellen
  • Von doppelter Membran umgeben
  • Mit Cytoplasma durch Kernporen verbunden
  • Kernmembran geht teilweise in das Endoplasmatische Retikulum über

Organelle:

  • Abgegrenzte Funktionsbereiche in eukaryotischen Zellen
  • Bedeutet wörtlich "kleines Organ"
  • Beispiele: Chloroplasten, Mitochondrien, ER, Golgi-Apparat, Peroxisomen

Plasma CytoplasmaCytoplasma:

  • Wässriger Anteil der Zelle
  • Ort wichtiger Stoffwechselvorgänge
  • Bei Eukaryoten sind viele Funktionen in Organellen ausgelagert

Zellmembran:

  • Grenzt Zelle nach außen ab
  • Enthält Kanäle, Proteine und Pumpen für den Stoffaustausch
  • Wichtig für Zell-Zell-Kommunikation

Gemeinsamkeiten und Unterschiede: Sowohl Prokaryoten als auch Eukaryoten besitzen eine Zellmembran, Ribosomen und DNA. Die komplexe Kompartimentierung mit verschiedenen Organellen ist jedoch ein Alleinstellungsmerkmal der Eukaryoten. Der Aufbau der Eukaryoten mit seinen spezialisierten Organellen ermöglicht eine effizientere Arbeitsteilung innerhalb der Zelle und bildete die Grundlage für die Entwicklung vielzelliger Organismen.

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