Du willst die Zelle als kleinste Einheit des Lebens endlich sicher verstehen und dich optimal aufs Abitur vorbereiten? Dann teste dich zuerst im Quiz und lies danach die kompakte Erklaerung, die dir Aufbau, Organellen und Vorgaenge der Zelle auf den Punkt bringt.
Wie sicher bist du in Zellbiologie? Von den Zellorganellen über Diffusion und Osmose bis zur Mitose. Wähle deine Fragenanzahl. Bei jedem Durchlauf wird neu gemischt, du bekommst also jedes Mal eine andere Auswahl.
Was die Zellbiologie untersucht
Die Zellbiologie, auch Cytologie genannt, ist die Lehre vom Aufbau und den Funktionen der Zelle. Die Zelle ist die kleinste lebende Einheit, denn nur sie erfuellt alle Kennzeichen des Lebens: Stoffwechsel, Wachstum, Fortpflanzung und Reizbarkeit. Jedes Lebewesen besteht aus einer einzigen Zelle wie bei Bakterien oder aus vielen Milliarden Zellen wie beim Menschen. So unterschiedlich Zellen auch aussehen, sie teilen einen gemeinsamen Grundbauplan.
Drei Bestandteile besitzt wirklich jede Zelle: eine Zellmembran als aeussere Grenze, das Cytoplasma als fluessige Grundsubstanz im Inneren und Erbmaterial in Form von DNA. Alles Weitere haengt vom Zelltyp ab.
Zelle ist nicht gleich Zelle: Prokaryoten und Eukaryoten
Man unterscheidet zwei grosse Zelltypen. Prokaryoten sind einfache Zellen ohne echten Zellkern, zu ihnen gehoeren die Bakterien. Ihr ringfoermiges DNA-Molekuel liegt frei im Cytoplasma, im sogenannten Kernaequivalent. Eukaryoten dagegen besitzen einen von einer Doppelmembran umschlossenen Zellkern und viele weitere membranumhuellte Organellen. Zu ihnen zaehlen Tiere, Pflanzen, Pilze und Protisten.
Der entscheidende Unterschied ist also die Kompartimentierung. Eukaryotische Zellen sind durch Membranen in abgetrennte Reaktionsraeume unterteilt. Dadurch koennen dort viele verschiedene, teils unvertraegliche Stoffwechselvorgaenge gleichzeitig und geordnet ablaufen.
Die wichtigsten Zellorganellen im Ueberblick
Organellen sind die spezialisierten Funktionseinheiten der Zelle, vergleichbar mit den Organen des Koerpers. Der Zellkern enthaelt die Erbinformation und steuert die Zelle. Die Mitochondrien sind die Kraftwerke, in ihnen laeuft die Zellatmung ab und es entsteht der Energietraeger ATP. Die Ribosomen sind der Ort der Proteinbiosynthese. Das endoplasmatische Retikulum gibt es in rauer Form mit Ribosomen fuer die Proteinsynthese und in glatter Form fuer die Lipidsynthese und Entgiftung. Der Golgi-Apparat modifiziert, sortiert und verpackt Proteine. Lysosomen enthalten Verdauungsenzyme und bauen Stoffe ab.
Pflanzenzellen besitzen zusaetzlich drei Besonderheiten: eine Zellwand aus Cellulose fuer Form und Stabilitaet, eine grosse Vakuole, die durch den Turgordruck die Zelle straff haelt, und Chloroplasten, in denen mithilfe des gruenen Farbstoffs Chlorophyll die Fotosynthese ablaeuft. Chloroplasten kommen nur bei Pflanzen und Algen vor.
Transport durch die Zellmembran
Die Zellmembran ist nach dem Fluid-Mosaik-Modell aufgebaut: eine bewegliche Phospholipid-Doppelschicht, in die Proteine mosaikartig eingelagert sind. Sie ist selektiv permeabel, laesst also nur bestimmte Stoffe passieren. Kleine, ungeladene Teilchen gelangen durch Diffusion von selbst vom Ort hoeherer zu niedrigerer Konzentration. Ein Sonderfall ist die Osmose, die Diffusion von Wasser durch eine semipermeable Membran.
Soll ein Stoff gegen sein Konzentrationsgefaelle bewegt werden, braucht die Zelle Transportproteine und Energie in Form von ATP. Das nennt man aktiven Transport. Groessere Partikel werden ueber Endocytose aufgenommen und ueber Exocytose abgegeben, indem sich Membranblaeschen bilden oder mit der Membran verschmelzen.
Zellteilung: Mitose und Meiose
Bei der Mitose entstehen aus einer Mutterzelle zwei genetisch identische Tochterzellen. Sie laeuft in vier Phasen ab: Prophase, Metaphase, Anaphase und Telophase. In der Anaphase werden die Schwesterchromatiden zu den Zellpolen gezogen. Die Mitose sorgt fuer Wachstum und die Erneuerung von Gewebe.
Die Meiose dagegen ist die Reifeteilung zur Bildung von Keimzellen. Sie umfasst zwei Teilungen, halbiert den Chromosomensatz auf den haploiden Satz und erzeugt durch Rekombination genetisch unterschiedliche Zellen. So wird die Vielfalt bei der geschlechtlichen Fortpflanzung sichergestellt.
Haeufige Fragen zur Zellbiologie
Was ist der Unterschied zwischen Prokaryoten und Eukaryoten?
Was ist der Unterschied zwischen Mitose und Meiose?
Warum sind Mitochondrien die Kraftwerke der Zelle?
Was ist der Unterschied zwischen Diffusion und Osmose?
Welche Organellen besitzen nur Pflanzenzellen?
Von der Zelle zur Vererbung ist es nur ein kleiner Schritt. Im Genetik-Quiz geht es mit DNA und Mendel weiter, und wie Pflanzenzellen Energie gewinnen, prüfst du im Photosynthese-Quiz.
