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(alle Dictyosomen zu-
Sammen Golgi- Apparat)
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Lea Rhoden

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PFLANZENZELLE Mitochondrium Plasmodesmen Tüpfel Zellmembran- Zellwand Ribosomen Dictyosom (alle Dictyosomen zu- Sammen Golgi- Apparat) TIERZELLE Mitochondrium Mikrofilamente Ribosomen Vakuole Mikrotubuli Dyctiosom (Golgi- Apparat) Golgi- Vesikel Tonoplast Peroxisom raues glattes endoplasmatisches Reticulum (ER) Mikrotubuli Centriolen glattes Peroxisom u ranes endoplasmatisches Reticulum (ER) Chloroplast Mikro filamente Kernhülle Chromatin Nucleolus kernpore Cytoplasma Zellkern (Nucleus o. Karyon) tight junction Lysosomen Kernhülle Nucleolus Chromatin kernpore FUNKTIONEN Zellkern: • Steuerzentrum der Zelle (steuert alle Stoffwechselprozesse) → mithilfe von Botenmolekülen aus RNA Lo über kernpore nach außen geschleust • Doppelmembran (Kernhülle) umschlossen Membranzisternen • enthält Großteil der Erbinformation (in Form von Chromosomen) • Gesamtheit aller Dictyosomen 0 • im Bereich kempore gehen außere u. Innere Kernmembran ineinander über Kernpore • ermöglichen Austausch größerer Moleküle zwischen Innern des Zellkers u. dem Cytoplasma Bio (Cytologie & Physiologie) Desmosomen Nucleolus (können auch mehrere sein) • Ribosomen werden gebildet Cytoplasma Zellmembran Ribosomen • Orte der Eiweißbildung LAminosäuren miteinander zu Proteinen verbunden • bestehen aus Proteinen u. RNA • nicht von Membran umgeben Freie Ribosomen • stellen Enzyme her, die Stoffwechselvorgänge im Cytoplasma katalysieren Endoplasmatisches Zellkern 0 Reticulum 0 durchzieht gesamte Zelle steht mit anderen Organellen in Verbindung Synthese und Verarbeitung verschiedener Stoffe dient innerzellulärem Stofftransport raues ER (mit Ribosomen) • Ribosomen synthetisieren Proteine L für Einbau in Membranen bestimmt als Sekrete in Vesikel verpackt, die Zelle verlassen glattes ER (ohne Ribosomen) • Synthetisiert Lipide für neue Membranen • In Tierzelle: Stellt bestimmte Hormone her Dyctiosomen • bestehen aus übereinander gestapelten, flachen 0 Golgi-Apparat • Synthese produkte des ER umgewandelt, gespeichert, in Golgi- Vesikel verpackt u. Weitertransportiert • der dem Zellkern u. ER Zugewandten Bildungsseite Werden Synthese produkte aufgenommen • der Zellmembran zugewandten sekretionsseite →Schnüren Golgi-Vesikel ab • Produkte des ER chemisch verändert (z. B. Membran protein zu Glykoprotein) • Stellen Sekrete her Lysosomen abgeschnürte Vesikel • Verdauen zelleigenes u. Zellfremdes Material = • bei Zelltod geben sie Enzyme...

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nach außen vorhandener ab Zelle verdaut sich • Pflanzenzellen enthalten keine Lysosomen -Vakuole erfüllt Aufgabe Vakuole 0 große Vesikel • dienen Verdauung von Makromolekülen • Speichern Produkte des Zellstoffwechsels • entstehen bei Endocytose o. Fusion von Vesikeln 0 sorgt für Innendruck der Pflanzenzelle (Turgor) Peroxisomen • vesikelähnliche organelle • bauen Fettsäuren u. andere Substrate ab (mithilfe von Enzymen) • vermehren sich durch Teilung Mitochondrien Doppelmembran läußere glatt, innere • 2 Kompartimente Intermembranraum (zwischen Membranen) Matrix (Innern) Zellatmung Chloroplasten → Pflanzenzelle ● • Doppelmembran • drei Kompartimente Einfallungen) -Schmale Intermembran raum zwischen äußerer u. innerer Membran - Stroma - Thylakoid- Innenraum • Fotosynthese Cytoskelett • feine Proteinstrukturen • sorgt für mechanische Festigkeit → hält Zellorganellen an ihrem Platz ● für Bewegungsvorgänge verantwortlich (Transportvorgänge z. B. Cytoplasmaströmung) • Unterschied zwischen röhrenförmige u. fadenartige Bestandteile - Mikrotubuli Röhre durch Auf- und Abbau kommt Bewegung der Chromosomen bei Kernteilung Mikro filamente Fortbewegung Centriolen Tierelle • Zentren Zur Organisation der Mikrotubuli Zellwand → Pflanzenzelle • verleiht Zelle feste Form • Wirkt osmotischem Innendruck entgegen • Poren ermöglichen Durchtritt von Plasmodesmen→→→ membranumhüllte Cytoplasmastrange (verbinden das Tellinnere) →im Bereich der Tüpfel Pflanzenzelle: •Zellwände von Kanälen durchsetzt - Cytoplasmastränge ziehen sich hindurch Tupfel (Aussparungen in der Zellwand), durch die sich Plasmaver bindungen ziehen (Plasmodesmen Tierzelle • durch Proteine vermittelt Verbindungen Zwischen Tellen 0 Desmosomen • dienen der Stabilisierung • bestehen aus Haftplatten (punktförmige Bereiche aufgelagerter Proteine →→ auf Cytoplasmaseite heften sich Bündel von Cytoskeletifilamenten an) Spezielle Filamente verbinden Haftplatten durch beide Wellmembranen • verleihen Gewebe hone mechanische Festigkeit tight junctions (Verschlusskontakte) • verhindern, dass extrazelluläre Flüssigkeit in Zell zwischenräume gelangt • Wirken wie Dichtungsringe rund um zelle gap junctions (Kommunikationskontakte) • Austausch zwischen benachbarten Zellen 0 • Membranen benachbarter Zellen legen sich direkt aneinander (stofflage einer Steppdecke) aufgenommen → durch molekularen Reißverschluss" PINOCYTOSE Verschlusskontakt (tight junction) Desmosom große Proteinmoleküle bilden Poren in der Membran →Poren stehen direkt miteinander in kontakt → chemische Kommunikation wmmmmm Kommunikations- Kontakt (gap junction) Mikrovillus Membran kontakt Stofftransport • Größere Moleküle oder Nahrungspartikel passieren Membran, inclem sie in Vesikel eingeschlossen werden • Vesikel die bestimmte Größe überschreiten →Varuolen Stoffe gelangen mithilfe von Vesikeln o. Vakuolen in Zelle → Endocytose Prozess der Stoffausscheidung → Exocytose Endocytose · Kontaktleiste Zellmembran senkt sich an Stelle ein, wo mit Fremdkörper in Berührung Kommt Zellmembran Zellzwischenraum Cytoskelett filamente Verbindungsfilamente Haftplatte Poren protein Ganz Von Membran umschlossen → Varuole Schnürt sich ab → befördert aufgenommenes Material in zelle Bio (Cytologie & Physiologie) Vacuole verschmilzt mit Lysosomen lenthalten Verdauungsenzyme) PHAGOCYTOSE (nur bei Einzellern u. tierischen Zellen) feste Bestandteile werden durch Membranumschließen Aufnahme von Flüssigkeitströpfchen REZEPTORVERMITTELTE ENDOCYTOSE •an Senken in Membran (coated pits) befinden sich spez. Rezeptoren Sobald Stoff an Rezeptor bindet, bilden sich mit Protein- en ummantelte Vesikel (coated vesicles) • große Mengen einer Substanz Können aufgenommen, deren Konzentration in Umgebung der Zelle sehr gering ist Exocytose Abfallstoffe oder Sekrete aus Drüsenzellen werden nach außen abgegeben durch Verschmelzen der Vesikel membran mit der Zellmembran Membranfluss Ständiges Ineinanderübergehen der Membranen innerhalb der Zelle durch Endocytose und Exocytose an den Zellorganellen Zum Austausch von Stoffen Phagocytose Pinocytose receptorvermittelte Endocytose Receptor Pseudopodium Nahrungsteilchen o. Fremdkörper 0 Zellmembran P extracelluläre Flüssigkeit O vacuole Saum aus Proteinen Coated pit Cytoplasma om Konton tratio Coradia niedrige Konzentration Vesikel Carrier • auf bestimmte Moleküle spezialisiert mit Proteinen ummanteiter Vesikel (Coated vesicle) Bindungsstelle Kurzzeitig mit Substrat verbunden Änderung der Konformation →Molekül durch Membran geschleust, auf anderer Seite freigesetzt • immer in Richtung des Konzentrationsgefälles AKTIVER TRANSPORT hohe Konzentration 0 • Energie muss bereitgestellt werden 0 erfolgt mit Carriern - erleichterte Diffusion, passiver Transport viele Stoffe außerhalb der Zelle in geringer Konzentration → daher gegen Konzentrationsgefälle durch Membran befördert einfache Diffusion Kanal- und Carriertransport Kanäle: • Tunnelproteine bilden Kanäle → durchspannen Membran o am Inneren tragen sie polare Aminosäuren → kleine polare o. geladene Teilchen Können über Kanäle in Zelle gelangen nur für lonen einer bestimmten Größe 0. Art durchlässig Primär aktiver Transport: An- u. Abkoppeln des Substrats selbst erfordert Energie Sekundär aktiver Transport: Energie verwendet um lonengradient zu erzeugen → transportierende Stoff zusammen mit zurückströmenden lonen durch Membran befördert Symport Antiport öffnen sich auf Signal hin → Botenstoff (Hormon) oder Änderung des elektrischen Potentials • immer in Richtung des Konzentrationsgefälles 0 Uniport → über Kanal passiver Transport erleichterte Diffusion über Carrier oood Energie Primar Sekundär -aktiver Transport außen Membran Innen Blomembran ● Kohlen- hydrate extrazelluläre Flüssigkeit Glykolipid peripheres Protein Glycerin + phosphat gesättigte Fettsäure Protein ungesättigte Fettsäure. Funktionen Glycoprotein Cholesterin : Filamente des cytoskeletts polarer Kopfbereich (hydrophil) unpolarer Schwanzbereich (hydrophob) • Flüssigkeitszustand bei Temperaturschwankungen konstant Membranproteine integrales Protein Cytoplasma Lipid- doppel- Schicht peripheres Protein Periphere Proteine: locker mit Membran in Kontakt ungleichmäßig auf Lipidschichten verteilt → Unterschied zwischen Struktur der äußeren u. inneren Membranebene (Bilayer) Allgemein • bestimmen Spezifische Funktion d. Membran 0 • Transport von polaren o. sehr großen Molekülen u. Ionen Bio (Cytologie & Physiologie) Lipiddoppelschicht Grundstruktur der Biomembran • Stabilität, Flexibilität u. Permeabilität (Durchlässigkeit) 0 unpolaren Bereiche d. Lipide nach Innen polaren, Köpfe" nach außen Zusammenhalt zwischen Molekülen → hydrophobe Wechselwirkungen Steigende Temperatur: Beweglichkeit d. Moleküle nimmt zu → Membran wird flüssiger sinkende Temperatur: verfestigt sich gelartig Cholesterin Porenproteine: Sorgen dafür, dass Öffnungen in Membran (z. B Kernpore) nicht sofort wieder Zufließen" Transport proteine: befördern spezifisch bestimmte Stoffe 0. bilden Kanäle für Stoffaustausch Protonenpumpe (Transport gegen das Konzentrationsgefälle) lingelagerte Enzyme u. Rezeptoren • besitzen Bindungsstellen für bestimmte Moleküle Enzyme: beschleunigen Stoffwechselprozesse Rezeptoren Austausch von Informationen zw. Zelle und Umgebung → Chem. Signal in extrazellulärer Flüssigkeit (Hormon o. Neurotransmitter) bindet von außen an Rezeptor und löst Reaktion inner- halb Zelle aus Eiweißmoleküle mit Signalsequenzen • in unregelmäßigen Abständen in Lipiddoppelschicht eingebettet integrale Proteine ragen mehr oder weniger in Lipidschicht hinein durch hydrophobe Wechselwirkungen an Lipidmoleküle gebunden • Kohlenhydrat an Lipid →Glykolipid in Membran verankert • Kohlenhydrat an Protein- → Glykoprotein Energie (ATP- ADP+P) m Cytoplasma Schlüssel-Schloss- Prinzip Cotransporter (Carrier) Zellmembran • im Cytoplasma aufgebaut, in Membran eingeschleust u. in Dyctiosomen verändert → durch Signal gelangen Proteine an Zielorganellen Kohlenhydrate • verzweigte Zuckerketten an Lipid- oder Proteinmolekule gebunden H ADP Ⓡ Protonen pumpe Bsp: • Ht wird gegen das Konzentrationsgefälle transportiert (durch Protonenpumpe ge- →aktiver Transport →→Protonenpumpe erzeugt Protonengradienten pumpt) Lo ATP wird gespalten und zu ADP +P →→ Energie wird freigesetzt • Ht diffundiert in Richtung des Konzentrationsgefälles zurück und nimmt Glukose mit (da Konzentration von Ht hoch, von Glukose niedrig) Protonen - Carrier verbindet sich kurzzeitig mit Substrat (Schlüssel-Schloss - Prinzip) und Schleust so Substrate durch (symport) H₁ in Richtung von Konzentrationsgefalle, Glukose entgegen also secundar aktiver Transport, da transportierender Stoff zusammen mit zurückströmenden lonen transportiert wird. alle rusammen = Gly кокатух hur an Außenseite zu finden Diffusion von Ht Sonnenlicht → aktiver Proteorhodopsin Milchzucker extra- Zelluläre Flüssigkeit Transport Sumport Bei bestimmten Bakterien Kann eine andere Energie- quelle genutzt werden. enthalten Protein Proteorhodopsin (Kann Lichtenergie einfangen) o dient als Erkennungsmerkmal für Zellen • bei Erythrocyten erfüllt Funktion von Antigenen (Immunabwehr) PLASMOLYSE • in hypertonische Umgebung gebracht Volumen des Zellplasmas nimmt ab →verliert Wasser an Umgebung Merkhilfe Versucht immer höher Konzentriertes zu Verdünnen • Zellplasma löst sich nach u. nach von Zellwand ab Lo zusammengedrückt durch hohen osmotischen Druck der umgebenden Lösung • Vakuole verliert Volumen (ausströmendes wasser) ● Tierische Zellen Schrumpfen (keine Zellwand, nur Zellmembran) -Verlieren Form 2. B. Rote Blutkörperchen → Stechapfel form DEPLASMOLYSE Plasmolyse rückgängig 0 • Zelle zurück in isotonische Umgebung • nur wenn Zelle keinen Schaden davon genommen hat! → auch Test Kriterium für Lebensfähigkeit • Zelle in hypotonische Umgebung (oder reines Wasser) → platzt durch Wassereinstrom (besonders Tierzelle) → Pflanzen durch Zellwand üben begendruck aus (nehmen nur so viel Wasser auf bis osmotischer Druck durch Gegendruck (zellwand) ausgeglichen ist → osmotisch wirksam vor allem Zellsaft in Vakuole Zellsaftdruck - Turgor (für Festigkeit Pflanzlicher Gewebe entscheidend) Bsp: Ein Blutrerlust nicht mit reinem Wasser ausgleichen Pflanzlich Biomembran Selektiv permeabel → unterschiedlich durchlässig für unterschiedliche Teilchen Zellen in Umgebung wo osmotischer Wert von dem des Zell plasmas abweicht hoher konzentriert -D hyperton Lo Zelle verliert Wasser niedriger konzentriert L Wasser dringt in Zelle ein natürliche Bedingungen "neutral" →→→ isoton Wassergehalt durch Osmose regulation sehr konstant tierisch Bio hypertonische Umgebung Caußen > Cinnen → hypoton (Cytologie & Physiologie) isotonische Umgebung Caußen = Cinnen hypotonische Umgebung Caupen< Cinnen geplatzte Blutkörperchen • je höher Konzentrations unterschiede je geringer Molekulmassen je höher Temperatur und damit Eigenbewegung d. Teilchen des to größer Diffusionsgeschwindigkeit D 0 00 ● 0 0 0 O DIFFUSION • durch Eigenbewegung herbeigeführte gleichmäßige Verteilung der Teilchen im Raum • bei unterschiedlichen Stoff Konzentrationen →Konzentrations - ausgleich 0 0 OSMOSE Grundlage des Wasserhaushalts von Zelle u. Organismus • Konzentrationsausgleich zwischen unterschiedlich konzentrierten Lösungen durch semipermeable Membran 2. B. Wassermoleküle können hindurch, gelöste Stoffe aber nicht ALSO: Osmose ist Diffusion durch semipermeable Membran O 0 0 0 Semipermeable Membran 0 0 0 0 0 0 0 D o O 0 0 ● 。 O 0 0 Zugabe von schwarzer Tinte 0 O O = Wassermoleküle • = gelöster Stoff nach ca.50 min 0 0 0 0 • O 0 0 0 0 0 D 0 0 nach 10 min. EUKARYOTEN (Tiere, Pflanzen, Pilze) • umhüllter Zellkern • Zellkern enthält Erbinformationen • von Membranen begrenzte Räume → Kompartimente • genetische Information liegt doppelt vor → diploid • DNA in Form von Chromosomen • zehnmal größer als prokaryotische Zelle • Energiegewinnung in Mitochondrien Zellwand Ribosomen Plasmid Vesikel D Pili Thylakoid (Membraneinstülpung) Schleimhülle Erbsubstanz (DNA) (kapsel) Geißeln • fenit echter Zellkern • Erbsubstanz als ring förmiges Chromosom (Nucleoid) → frei im Cytoplas ma PROKARYOTEN (Bakterien, Archaeen) →genetische Information einmal vorhanden → haploid • kleine ring förmige DNA-Moleküle →Plasmide • Von Plasmamembran umgeben aber keinen von Membranen umgebenen Organellen → Einstülpungen nach innen z. B. läuft Energiegewinnung ab •Ribosomen im Cytoplasma (kleiner als beim Eukaryot) • Zellwände (Unterschied zur Pflanzenzelle) 0 äußere Schleimschicht → Kapsel 0 fadige Anhänge -Geißeln → Fortbewegung Pili Anheftung Bio (Cytologie & Physiologie) ENDOSYMBIONTENTHEORIE von prokaryotischen Zellen zu komplexen Zellen mit Zellkern u. Tellorganellen ● ER, Golgi-Apparat u. Kernhülle durch Einfaltungen d. Plasmamembran entstanden • Mitochondrien u. Plastide aus ursprünglich frei lebenden Bakterien entwickelt →Bakterien von Ureukaryoten (ähnlich Amöben) durch Endocytose aufgenommen einige Bakterien nicht verdaut →lebten in ihnen weiter → bedeckt Korpus u. dient ihrem Schutz →dicht gepackte Zellen (eine o. mehrere Schichten) →von Wachsschicht (Cuticula) überzogen abgewandelte Epidermiszellen: Schließzellen → Gasaustausch mit Umgebungsluft u. Kontrolle des Wasserverlusts Grundgewebe Parenchym → zwei Schichten fotosynthetisch aktivem Gewebe gebildet Palisadenparenchym →Fotosynthese (langgestreckte, zylindrische zellen) Schwammparenchym →→ Durchlüftung des Parenchyms (unregelmäßig geformte Zellen von großen inter- ↳ über Interzellularräume gelangt Kohlenstoff dioxid ins Palisadenparenchym) zellularräumen umgeben) - Leitgewebe · Leitbündel (Blattader) →→ Wasser gelangt von Wurzeln zu Blattzellen • Bakterien u. eukaryotische Zelle voneinander abhängig → keiner mehr leben ohne anderen → Endosymbiose Entwicklung von Mitochondrien & Chloroplasten : • aus Bakterien entwickelt durch aeroben Abbau von Nährstoffen Energie gewannen → Sauerstoff in damaliger Uratmosphäre in geringen Konzentrationen → Gift für Lebewesen Lo gewannen Stoffwechsel energie durch Abbau ohne Sauerstoff → Energie geringer → Endprodukte noch energiereich : ZELLDIFFERENZIERUNG Im Laufe der Evolution entwickelten sich organismen, die durch Vielfalt unterschiedlicher Zelltypen mit unterschiedlichen Funktionen gekennzeichnet waren →Spezialisierung ermöglichte effective Arbeitsteilung • Zellen gleichen Typs mit ähnlicher Funktion bilden Gewebe Gewebetypen bei Pflanzen: Abschluss gewebe : Epidermis - • Bakterien bauten energiereiche Stoffwechselend produkte ab & vernichteten Sauerstoff • Endosymbionten stellten Wirtszellen Stoffwechsel energie zur Verfügung → Wurden zu Mitochondrien Wurzel, Spross u. Blatt Zellen Gewebe → Organ- - Organsystem - Organismus : Epithelgewebe, Bindegewebe, Muskelgewebe, Nervengewebe äußere: Schutz vor Umwelteinflüssen Epithelgewebe: bedecken innere u. äußere Körperoberflächen innere: resorbieren Stoffe u. geben Verbindung: : Basallaming Verdauungsenzyme ab →Fotosynthese produkte aus Blattzellen über Leitbündel in rest- lichen Pflanzenkörper transportiert Bindegewebe: scheiden extrazelluläre Grundsubstanz ab → verteilen sich locker darin Verbindet andere Körpergewebe miteinander u. Stützt Organe (locker /straff) Muskelgewebe: können Kontrahieren u. Wieder erschlaffen → Fortbewegung, Herzschlag, Darmbewegung (glatte Muskulatur / quergestreifte Muskulatur / skelett Muskulatur) Nervengewebe Aufnahme, Verarbeitung, Weiterleitung von Signalen Lo Gliazellen: Isolation u. Versorgung d. Nervenzellen • Teil der ursprünglichen Bakterien - DNA in Zellkern von Eukaryot → ehemalige Bakterien kein eigenständiges Leben mehr möglich • ähnliche Weise → Chloroplasten

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Cytoplasmaströmung) • Unterschied zwischen röhrenförmige u. fadenartige Bestandteile - Mikrotubuli Röhre durch Auf- und Abbau kommt Bewegung der Chromosomen bei Kernteilung Mikro filamente Fortbewegung Centriolen Tierelle • Zentren Zur Organisation der Mikrotubuli Zellwand → Pflanzenzelle • verleiht Zelle feste Form • Wirkt osmotischem Innendruck entgegen • Poren ermöglichen Durchtritt von Plasmodesmen→→→ membranumhüllte Cytoplasmastrange (verbinden das Tellinnere) →im Bereich der Tüpfel Pflanzenzelle: •Zellwände von Kanälen durchsetzt - Cytoplasmastränge ziehen sich hindurch Tupfel (Aussparungen in der Zellwand), durch die sich Plasmaver bindungen ziehen (Plasmodesmen Tierzelle • durch Proteine vermittelt Verbindungen Zwischen Tellen 0 Desmosomen • dienen der Stabilisierung • bestehen aus Haftplatten (punktförmige Bereiche aufgelagerter Proteine →→ auf Cytoplasmaseite heften sich Bündel von Cytoskeletifilamenten an) Spezielle Filamente verbinden Haftplatten durch beide Wellmembranen • verleihen Gewebe hone mechanische Festigkeit tight junctions (Verschlusskontakte) • verhindern, dass extrazelluläre Flüssigkeit in Zell zwischenräume gelangt • Wirken wie Dichtungsringe rund um zelle gap junctions (Kommunikationskontakte) • Austausch zwischen benachbarten Zellen 0 • Membranen benachbarter Zellen legen sich direkt aneinander (stofflage einer Steppdecke) aufgenommen → durch molekularen Reißverschluss" PINOCYTOSE Verschlusskontakt (tight junction) Desmosom große Proteinmoleküle bilden Poren in der Membran →Poren stehen direkt miteinander in kontakt → chemische Kommunikation wmmmmm Kommunikations- Kontakt (gap junction) Mikrovillus Membran kontakt Stofftransport • Größere Moleküle oder Nahrungspartikel passieren Membran, inclem sie in Vesikel eingeschlossen werden • Vesikel die bestimmte Größe überschreiten →Varuolen Stoffe gelangen mithilfe von Vesikeln o. Vakuolen in Zelle → Endocytose Prozess der Stoffausscheidung → Exocytose Endocytose · Kontaktleiste Zellmembran senkt sich an Stelle ein, wo mit Fremdkörper in Berührung Kommt Zellmembran Zellzwischenraum Cytoskelett filamente Verbindungsfilamente Haftplatte Poren protein Ganz Von Membran umschlossen → Varuole Schnürt sich ab → befördert aufgenommenes Material in zelle Bio (Cytologie & Physiologie) Vacuole verschmilzt mit Lysosomen lenthalten Verdauungsenzyme) PHAGOCYTOSE (nur bei Einzellern u. tierischen Zellen) feste Bestandteile werden durch Membranumschließen Aufnahme von Flüssigkeitströpfchen REZEPTORVERMITTELTE ENDOCYTOSE •an Senken in Membran (coated pits) befinden sich spez. Rezeptoren Sobald Stoff an Rezeptor bindet, bilden sich mit Protein- en ummantelte Vesikel (coated vesicles) • große Mengen einer Substanz Können aufgenommen, deren Konzentration in Umgebung der Zelle sehr gering ist Exocytose Abfallstoffe oder Sekrete aus Drüsenzellen werden nach außen abgegeben durch Verschmelzen der Vesikel membran mit der Zellmembran Membranfluss Ständiges Ineinanderübergehen der Membranen innerhalb der Zelle durch Endocytose und Exocytose an den Zellorganellen Zum Austausch von Stoffen Phagocytose Pinocytose receptorvermittelte Endocytose Receptor Pseudopodium Nahrungsteilchen o. 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Art durchlässig Primär aktiver Transport: An- u. Abkoppeln des Substrats selbst erfordert Energie Sekundär aktiver Transport: Energie verwendet um lonengradient zu erzeugen → transportierende Stoff zusammen mit zurückströmenden lonen durch Membran befördert Symport Antiport öffnen sich auf Signal hin → Botenstoff (Hormon) oder Änderung des elektrischen Potentials • immer in Richtung des Konzentrationsgefälles 0 Uniport → über Kanal passiver Transport erleichterte Diffusion über Carrier oood Energie Primar Sekundär -aktiver Transport außen Membran Innen Blomembran ● Kohlen- hydrate extrazelluläre Flüssigkeit Glykolipid peripheres Protein Glycerin + phosphat gesättigte Fettsäure Protein ungesättigte Fettsäure. Funktionen Glycoprotein Cholesterin : Filamente des cytoskeletts polarer Kopfbereich (hydrophil) unpolarer Schwanzbereich (hydrophob) • Flüssigkeitszustand bei Temperaturschwankungen konstant Membranproteine integrales Protein Cytoplasma Lipid- doppel- Schicht peripheres Protein Periphere Proteine: locker mit Membran in Kontakt ungleichmäßig auf Lipidschichten verteilt → Unterschied zwischen Struktur der äußeren u. inneren Membranebene (Bilayer) Allgemein • bestimmen Spezifische Funktion d. Membran 0 • Transport von polaren o. sehr großen Molekülen u. Ionen Bio (Cytologie & Physiologie) Lipiddoppelschicht Grundstruktur der Biomembran • Stabilität, Flexibilität u. Permeabilität (Durchlässigkeit) 0 unpolaren Bereiche d. Lipide nach Innen polaren, Köpfe" nach außen Zusammenhalt zwischen Molekülen → hydrophobe Wechselwirkungen Steigende Temperatur: Beweglichkeit d. Moleküle nimmt zu → Membran wird flüssiger sinkende Temperatur: verfestigt sich gelartig Cholesterin Porenproteine: Sorgen dafür, dass Öffnungen in Membran (z. B Kernpore) nicht sofort wieder Zufließen" Transport proteine: befördern spezifisch bestimmte Stoffe 0. bilden Kanäle für Stoffaustausch Protonenpumpe (Transport gegen das Konzentrationsgefälle) lingelagerte Enzyme u. Rezeptoren • besitzen Bindungsstellen für bestimmte Moleküle Enzyme: beschleunigen Stoffwechselprozesse Rezeptoren Austausch von Informationen zw. Zelle und Umgebung → Chem. Signal in extrazellulärer Flüssigkeit (Hormon o. Neurotransmitter) bindet von außen an Rezeptor und löst Reaktion inner- halb Zelle aus Eiweißmoleküle mit Signalsequenzen • in unregelmäßigen Abständen in Lipiddoppelschicht eingebettet integrale Proteine ragen mehr oder weniger in Lipidschicht hinein durch hydrophobe Wechselwirkungen an Lipidmoleküle gebunden • Kohlenhydrat an Lipid →Glykolipid in Membran verankert • Kohlenhydrat an Protein- → Glykoprotein Energie (ATP- ADP+P) m Cytoplasma Schlüssel-Schloss- Prinzip Cotransporter (Carrier) Zellmembran • im Cytoplasma aufgebaut, in Membran eingeschleust u. in Dyctiosomen verändert → durch Signal gelangen Proteine an Zielorganellen Kohlenhydrate • verzweigte Zuckerketten an Lipid- oder Proteinmolekule gebunden H ADP Ⓡ Protonen pumpe Bsp: • Ht wird gegen das Konzentrationsgefälle transportiert (durch Protonenpumpe ge- →aktiver Transport →→Protonenpumpe erzeugt Protonengradienten pumpt) Lo ATP wird gespalten und zu ADP +P →→ Energie wird freigesetzt • Ht diffundiert in Richtung des Konzentrationsgefälles zurück und nimmt Glukose mit (da Konzentration von Ht hoch, von Glukose niedrig) Protonen - Carrier verbindet sich kurzzeitig mit Substrat (Schlüssel-Schloss - Prinzip) und Schleust so Substrate durch (symport) H₁ in Richtung von Konzentrationsgefalle, Glukose entgegen also secundar aktiver Transport, da transportierender Stoff zusammen mit zurückströmenden lonen transportiert wird. alle rusammen = Gly кокатух hur an Außenseite zu finden Diffusion von Ht Sonnenlicht → aktiver Proteorhodopsin Milchzucker extra- Zelluläre Flüssigkeit Transport Sumport Bei bestimmten Bakterien Kann eine andere Energie- quelle genutzt werden. enthalten Protein Proteorhodopsin (Kann Lichtenergie einfangen) o dient als Erkennungsmerkmal für Zellen • bei Erythrocyten erfüllt Funktion von Antigenen (Immunabwehr) PLASMOLYSE • in hypertonische Umgebung gebracht Volumen des Zellplasmas nimmt ab →verliert Wasser an Umgebung Merkhilfe Versucht immer höher Konzentriertes zu Verdünnen • Zellplasma löst sich nach u. nach von Zellwand ab Lo zusammengedrückt durch hohen osmotischen Druck der umgebenden Lösung • Vakuole verliert Volumen (ausströmendes wasser) ● Tierische Zellen Schrumpfen (keine Zellwand, nur Zellmembran) -Verlieren Form 2. B. Rote Blutkörperchen → Stechapfel form DEPLASMOLYSE Plasmolyse rückgängig 0 • Zelle zurück in isotonische Umgebung • nur wenn Zelle keinen Schaden davon genommen hat! → auch Test Kriterium für Lebensfähigkeit • Zelle in hypotonische Umgebung (oder reines Wasser) → platzt durch Wassereinstrom (besonders Tierzelle) → Pflanzen durch Zellwand üben begendruck aus (nehmen nur so viel Wasser auf bis osmotischer Druck durch Gegendruck (zellwand) ausgeglichen ist → osmotisch wirksam vor allem Zellsaft in Vakuole Zellsaftdruck - Turgor (für Festigkeit Pflanzlicher Gewebe entscheidend) Bsp: Ein Blutrerlust nicht mit reinem Wasser ausgleichen Pflanzlich Biomembran Selektiv permeabel → unterschiedlich durchlässig für unterschiedliche Teilchen Zellen in Umgebung wo osmotischer Wert von dem des Zell plasmas abweicht hoher konzentriert -D hyperton Lo Zelle verliert Wasser niedriger konzentriert L Wasser dringt in Zelle ein natürliche Bedingungen "neutral" →→→ isoton Wassergehalt durch Osmose regulation sehr konstant tierisch Bio hypertonische Umgebung Caußen > Cinnen → hypoton (Cytologie & Physiologie) isotonische Umgebung Caußen = Cinnen hypotonische Umgebung Caupen< Cinnen geplatzte Blutkörperchen • je höher Konzentrations unterschiede je geringer Molekulmassen je höher Temperatur und damit Eigenbewegung d. Teilchen des to größer Diffusionsgeschwindigkeit D 0 00 ● 0 0 0 O DIFFUSION • durch Eigenbewegung herbeigeführte gleichmäßige Verteilung der Teilchen im Raum • bei unterschiedlichen Stoff Konzentrationen →Konzentrations - ausgleich 0 0 OSMOSE Grundlage des Wasserhaushalts von Zelle u. Organismus • Konzentrationsausgleich zwischen unterschiedlich konzentrierten Lösungen durch semipermeable Membran 2. B. Wassermoleküle können hindurch, gelöste Stoffe aber nicht ALSO: Osmose ist Diffusion durch semipermeable Membran O 0 0 0 Semipermeable Membran 0 0 0 0 0 0 0 D o O 0 0 ● 。 O 0 0 Zugabe von schwarzer Tinte 0 O O = Wassermoleküle • = gelöster Stoff nach ca.50 min 0 0 0 0 • O 0 0 0 0 0 D 0 0 nach 10 min. EUKARYOTEN (Tiere, Pflanzen, Pilze) • umhüllter Zellkern • Zellkern enthält Erbinformationen • von Membranen begrenzte Räume → Kompartimente • genetische Information liegt doppelt vor → diploid • DNA in Form von Chromosomen • zehnmal größer als prokaryotische Zelle • Energiegewinnung in Mitochondrien Zellwand Ribosomen Plasmid Vesikel D Pili Thylakoid (Membraneinstülpung) Schleimhülle Erbsubstanz (DNA) (kapsel) Geißeln • fenit echter Zellkern • Erbsubstanz als ring förmiges Chromosom (Nucleoid) → frei im Cytoplas ma PROKARYOTEN (Bakterien, Archaeen) →genetische Information einmal vorhanden → haploid • kleine ring förmige DNA-Moleküle →Plasmide • Von Plasmamembran umgeben aber keinen von Membranen umgebenen Organellen → Einstülpungen nach innen z. B. läuft Energiegewinnung ab •Ribosomen im Cytoplasma (kleiner als beim Eukaryot) • Zellwände (Unterschied zur Pflanzenzelle) 0 äußere Schleimschicht → Kapsel 0 fadige Anhänge -Geißeln → Fortbewegung Pili Anheftung Bio (Cytologie & Physiologie) ENDOSYMBIONTENTHEORIE von prokaryotischen Zellen zu komplexen Zellen mit Zellkern u. Tellorganellen ● ER, Golgi-Apparat u. Kernhülle durch Einfaltungen d. Plasmamembran entstanden • Mitochondrien u. Plastide aus ursprünglich frei lebenden Bakterien entwickelt →Bakterien von Ureukaryoten (ähnlich Amöben) durch Endocytose aufgenommen einige Bakterien nicht verdaut →lebten in ihnen weiter → bedeckt Korpus u. dient ihrem Schutz →dicht gepackte Zellen (eine o. mehrere Schichten) →von Wachsschicht (Cuticula) überzogen abgewandelte Epidermiszellen: Schließzellen → Gasaustausch mit Umgebungsluft u. Kontrolle des Wasserverlusts Grundgewebe Parenchym → zwei Schichten fotosynthetisch aktivem Gewebe gebildet Palisadenparenchym →Fotosynthese (langgestreckte, zylindrische zellen) Schwammparenchym →→ Durchlüftung des Parenchyms (unregelmäßig geformte Zellen von großen inter- ↳ über Interzellularräume gelangt Kohlenstoff dioxid ins Palisadenparenchym) zellularräumen umgeben) - Leitgewebe · Leitbündel (Blattader) →→ Wasser gelangt von Wurzeln zu Blattzellen • Bakterien u. eukaryotische Zelle voneinander abhängig → keiner mehr leben ohne anderen → Endosymbiose Entwicklung von Mitochondrien & Chloroplasten : • aus Bakterien entwickelt durch aeroben Abbau von Nährstoffen Energie gewannen → Sauerstoff in damaliger Uratmosphäre in geringen Konzentrationen → Gift für Lebewesen Lo gewannen Stoffwechsel energie durch Abbau ohne Sauerstoff → Energie geringer → Endprodukte noch energiereich : ZELLDIFFERENZIERUNG Im Laufe der Evolution entwickelten sich organismen, die durch Vielfalt unterschiedlicher Zelltypen mit unterschiedlichen Funktionen gekennzeichnet waren →Spezialisierung ermöglichte effective Arbeitsteilung • Zellen gleichen Typs mit ähnlicher Funktion bilden Gewebe Gewebetypen bei Pflanzen: Abschluss gewebe : Epidermis - • Bakterien bauten energiereiche Stoffwechselend produkte ab & vernichteten Sauerstoff • Endosymbionten stellten Wirtszellen Stoffwechsel energie zur Verfügung → Wurden zu Mitochondrien Wurzel, Spross u. Blatt Zellen Gewebe → Organ- - Organsystem - Organismus : Epithelgewebe, Bindegewebe, Muskelgewebe, Nervengewebe äußere: Schutz vor Umwelteinflüssen Epithelgewebe: bedecken innere u. äußere Körperoberflächen innere: resorbieren Stoffe u. geben Verbindung: : Basallaming Verdauungsenzyme ab →Fotosynthese produkte aus Blattzellen über Leitbündel in rest- lichen Pflanzenkörper transportiert Bindegewebe: scheiden extrazelluläre Grundsubstanz ab → verteilen sich locker darin Verbindet andere Körpergewebe miteinander u. Stützt Organe (locker /straff) Muskelgewebe: können Kontrahieren u. Wieder erschlaffen → Fortbewegung, Herzschlag, Darmbewegung (glatte Muskulatur / quergestreifte Muskulatur / skelett Muskulatur) Nervengewebe Aufnahme, Verarbeitung, Weiterleitung von Signalen Lo Gliazellen: Isolation u. Versorgung d. Nervenzellen • Teil der ursprünglichen Bakterien - DNA in Zellkern von Eukaryot → ehemalige Bakterien kein eigenständiges Leben mehr möglich • ähnliche Weise → Chloroplasten