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Organellen

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Chloroplasten


Struktur:

Aufgabe:
Chloroplasten gehören zu den wichtigsten Zellorganellen von Pflanzenzellen und eukaryotischen Algen. In ihnen findet die Photosynthese statt, mit der sich autotrophe Organismen (= sich selbst versorgende Lebewesen) Glucose synthetisieren.
Endosymbiontentheorie:
Mit Hilfe der Endosymbiontentheorie wird versucht zu erklären, wieso einige Zellorganellen eine Doppelmembran besitzen. Es wird davon ausgegangen, dass ein Prokaryot (1) versucht hat, einen bakterienähnlichen Prokaryoten (2) zu fressen. Dabei umhüllt der hungrige Prokaryot (1) den anderen. Es entsteht eine Art Vesikel um die Beute. Der Prokaryot (1) schafft es jedoch nicht seine Beute zu verdauen. Der Vesikel wird zu einer Art zweiten Membran. Da sich beide Prokaryoten gegenseitig nützen, entsteht eine symbiotische Beziehung.
Endosymbiontentheorie:
Mit Hilfe der Endosymbiontentheorie wird versucht zu erklären, wieso einige Zellorganellen eine Doppelmembran besitzen. Es wird davon ausgegangen, dass ein Prokaryot (1) versucht hat, einen bakterienähnlichen Prokaryoten (2) zu fressen. Dabei umhüllt der hungrige Prokaryot (1) den anderen. Es entsteht eine Art Vesikel um die Beute. Der Prokaryot (1) schafft es jedoch nicht seine Beute zu verdauen. Der Vesikel wird zu einer Art zweiten Membran. Da sich beide Prokaryoten gegenseitig nützen, entsteht eine symbiotische Beziehung.

Sonstiges:
Chloroplasten gehören der Familie der Plastiden an. Plastiden sind ein Gruppe von Zellorganellen und finden sich nur in Pflanzen und Algen. Sie stammen von Bakterien ab und haben immer zwei oder mehr Membranen. Aus dem so genannten Proplastid bilden sich letztlich die fertigen Plastidformen wie Chloroplasten, Chromoplasten oder Leukoplasten. Chloroplasten lassen den Organismus grün erscheinen, durch Chromoplasten erscheinen Pflanzen rot, gelb oder orange. Leukoplasten sind hingegen farblos.
Abb. 1: Schematische Darstellung eines Chloroplasten.
Abb. 1: Schematische Darstellung eines Chloroplasten.

Centriolen


Aufgabe:
Maßgeblich beteiligt sind die Centriolen bei der Bildung des Spindelapparats während der Mitose und der Meiose. In der Anaphase der Mitose bilden sie die Spindelapparate, die mit ihren Proteinfäden die Schwesterchromatiden zu den entgegengesetzten Zellpolen ziehen.
Sonstiges:
In fast allen tierischen und vielen pflanzlichen Zellen kommen Centriolen vor. Bei Hefezellen und höheren Pflanzen sind sie jedoch nicht mehr vorzufinden. Dort übernehmen andere Strukturen die Aufgabe der Centriolen.

Cytoskelett


Aufgabe:
Das Cytoskelett hat die Funktion die Pflanze zu stabilisieren. Es verleiht den Zellen ihre spezifische Form und Stabilität. Alle Zellorganellen sind in das Cytoskelett eingebettet. Weitere Aufgabe des Cytoskeletts sind Transportvorgänge, Signalleitungen und Bewegungsteuerung innerhalb der Zelle.

Cytoplasma


Aufgabe:
Viele wichtige Stoffwechselreaktionen laufen im Cytoplasma ab, außerdem übernimmt das Cytoplasma eine wichtige Funktion bei den Transportvorgängen innerhalb der Zelle.
Es ist damit ein großer zusammenhängender Transport- und Reaktionsraum innerhalb der Zelle.

Endoplasmatisches Retikulum


Aufgabe:
Raue und glatte ER haben unterschiedliche Aufgaben. Mit Hilfe der Ribosomen synthetisieren raue ER verschiedene Proteine, außerdem können sie verschiedene Transportvesikel bilden und später abschnüren. Glatte ER sind hingegen wichtige Komponenten bei Stoffwechselprozessen. Sie dienen als Calciumspeicher, helfen die Zelle zu entgiften, synthetisieren Lipide und vieles mehr.

Flagellum

Aufgabe:
Das Flagellum dient der Zelle vor allem als Fortbewegungsmittel, ähnlich der Flossen eines Fisches. Auch der Fortbewegungsmechanismus ist, wie auch der Aufbau, bei Procyten anders als bei Eucyten.
Sonstiges:
Ein berühmtes Beispiel für begeißelte Zellen sind Spermienzellen. Spermien sind eukaryotische Zelltypen.
Abb. 2: Skizze einer Spermazelle.
Abb. 2: Skizze einer Spermazelle.

Golgi-Apparat mit Golgi-Vesikeln


Aufgabe:
Der Golgi-Appart hat viele verschiedene Aufgaben. Dazu zählen u.a. Bildung primärer Lysosomen, Sortierung und Modifizierung von verschiedenartigen Proteinen die mittels Vesikeln vom ER zum Golgi-Appart gelangen und sowie die Speicherung von Makromolekülen. Die Golgi-Vesikel werden vom Golgi-Apparat gebildet. Sie werden zum Transport verschiedener Moleküle verwendet.
Abb. 3: Elektronenmikroskopische Aufnahme eines Golgi-Apparats.
Abb. 3: Elektronenmikroskopische Aufnahme eines Golgi-Apparats.

Lysosomen


Aufgabe:
Vereinfacht lässt sich sagen, dass Lysosomen die „Mülleimer“ der Zelle sind. Neben zelleigenen Stoffen werden auch Fremdkörper von den Lysosomen abgebaut.
Es handelt sich dabei um intrazelluläre Verdauung.
Sonstiges:
Der pH-Wert im Inneren der Lysosomen ist mit 5,5 oder niedriger sehr sauer. Dabei ist die Aktivität der Enzyme im Lysosomen am höchsten. Würde das Lysosom beschädigt sein (z.B. Loch in der Membran) könnten die Enzyme ins Cytoplasma gelangen und dort zelleigene Bestandteile abbauen. Da das Cytoplasma allerdings einen höheren pH-Wert als das Innere der Lysosomen hat, werden die Enzyme deaktiviert.
Dadurch wird der Schaden in der Zelle gering gehalten.

Mitochondrien


Aufgabe:
Mitochondrien gehören zu den wichtigsten Zellbestandteilen. Sie werden auch „Kraftwerke der Zelle“ genannt, da sie für die Energieerzeugung zuständig sind.
Ihre Aufgabe besteht darin während des Citratzyklus und der oxidativen Phosphorylierung ATP zu synthetisieren. Der Citratzyklus sowie die Atmungskette finden an der inneren Membran der Mitochondrien statt.
Abb. 4: Darstellung eines Mitochondriums.
Abb. 4: Darstellung eines Mitochondriums.

Nucleus


Aufgabe:
Alle Stoffwechselprozesse, die innerhalb der Zelle ablaufen, werden vom Zellkern gesteuert. Die DNA der Zelle wird im Nucleus gespeichert.
Sonstiges:
Jeder eukaryotische Tier- oder Pflanzenart hat eine typische Anzahl an Chromosomen. Menschen besitzen beispielsweise 46 Chromosomen, Hunde 78 und Katzen 38. Eine Besonderheit des Zellkerns ist es, dass er während der Mitose und Meiose nicht mehr vorhanden ist. Ist die Zellteilung und somit auch die Kernteilung abgeschlossen, bildet sich der Kern erneut aus.

Peroxisomen

Aufgabe:
Das wichtigste Enzym in den Peroxisomen ist die Katalase. Mit ihrer Hilfe wird zellgiftiges Wasserstoffperoxid (H2O2) zu Sauerstoff (O2) und Wasser (H2O) abgebaut. Die Peroxisomen sind damit für die Entgiftung der Zelle zuständig.
Sonstiges:
Eine veraltete Bezeichnung der Peroxisomen lautet Microbodies. In älteren Büchern wird dieser Begriff stellenweise noch verwendet.
Abb. 6: Aufbau des Peroxisoms.
Abb. 6: Aufbau des Peroxisoms.

Plasmodesmen


Aufgabe:
Über die Plasmabrücken erfolgt ein Stoffaustausch von einer zur anderen Zelle.

Ribosomen

Aufgabe:
Ribosomen sind wichtige Komponeten bei der Proteinbiosynthese. An ihnen findet die Translation statt. Sie finden sich in allen Zellen.

Vakuole


Aufgabe:
Vakuolen haben zahlreiche Aufgaben. Sie dienen zur Speicherung verschiedener Moleküle wie Ionen und Vitaminen, als Verdauungsorganellen und helfen die Zelle durch den Turgor (= Zelldruck) in Form zu halten.
Sonstiges:
Hauptsächlich kommen Vakuolen bei Pilzen und pflanzlichen Zellen vor. Dort übernehmen sie ähnliche Aufgaben wie Lysosomen in Tierzellen. Doch auch einige einzellige Tierzellen z.B. der Gattung Pantoffeltierchen besitzen Vakuolen. Ihre kontraktilen Vakuolen (= pulsierenden Vakuolen) dienen der Wasserausscheidung, da durch osmotische Effekte ein ständiger Wasserstrom in die Zelle hinein herrscht. Ohne die ständige Wasserausscheidung würden die Einzeller platzen.

Zellmembran


Aufgabe:
Die Zellmembran ist die Begrenzung zwischen Extrazellularraum und Cytoplasma. Alle Stoffe die in die Zelle hinein transportiert oder hinaus transportiert werden müssen diese Barriere überwinden.
Abb. 7: Schematischer Aufbau der Zellmembran.
Abb. 7: Schematischer Aufbau der Zellmembran.

Zellwand


Aufgabe:
Die Stabilisierung der Zelle ist die wichtigste Aufgabe der Zellwände. Sie kann damit als „Panzer“ der Zelle verstanden werden. Dadurch, dass sie dem osmotischen Druck entgegenwirkt, bewahrt sie die Zelle vor dem Platzen. Durch kleine Poren innerhalb der Zellwand können Plasmodesmen durchtreten und damit die Pflanzenzellen miteinander verbinden.
Sonstiges:
Ausschließlich Pflanzenzellen besitzen Zellwände. Damit sind sie ein eindeutiges Unterscheidungsmerkmal zwischen Tier- und Pflanzenzelle. Seltener sind Bakterien und Pilze von Zellwänden umgeben.
Bildnachweise [nach oben]
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© 2016 – SchulLV.
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Public Domain.
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