Zyto/Histo I - Biologie learn online

Biologie (Subject) / Zyto/Histo I (Lesson)

Praktikum Zyto/Histo

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Def. Zelle morphologisch kleinst noch lebensfähige Einheit in der Lage --> Nährstoffe aufzunehmen und daraus Energie zu machen -->sich zu reproduzieren --> eine bestimmte Funktion zu übernehmen Organelle: Untereinheiten der Zelle die bestimmte Aufgaben übernehmen, aber selbst nicht lebensfähig sind.
Prokaryoten -0.5-2 mycrometer -Kernäquivalent ohne Membran - DNA ringförmiges Genom, Plasmide, ohne Introns - 70s Ribosomen - Kompartimierung schwach - keine: ER, Plastiden, Mitochondrien, große zentrale Vakuole, Lysosomen - Zellwand aus Murein
Eukaryoten (höher Pflanzen) - echter Kern mit Doppelmembran - DNA: Lineare Chromosomen ohne Plasmide, Introns und Exons - 80s Ribosomen - Kompartimierung stark - ER, Plastiden, Mitochondrien, große zentrale Vakuole, Lysosomen -Zellwand aus Cellulose, Hemicellulose, Protopektin
Eukaryoten (tierische Zelle) - Echter Zellkern mit Doppelmembran - DNA: lineare Chromosomen, ohne Plastide, Introns und Exons - 80s Ribosomen - Kompartimierung stark - ER, Mitochondrien, Lysosomen - keine Plastiden und keine Zellwand - große zentrale Vakuole nur in Ausnahmefällen
Übersicht- Aufbau der Zelle Zelle: Zellwand+Protoplast Protoplast: Cytoplasma+Organelle; umgeben vom Plasmalemma Abgrenzung verschiedener Kompartimente durch Membranen
Biomembran (Struktur, Funktion, Durchlässigkeit) Struktur: -->Fluid-Mosaic-Modell (Phospholipide, hydrophil außen, hydrophob innen) -->außerdem: integrale Proteine(Tunnel,Carrier),Kohlenhydratseitenketten Funktion: -->Abgrenzung, Signalfunktion, Transportvorgänge, Kompartimentierung,Diffusionsbarriere Permeation: ++Wasser, + kleine unpolare/lipophile Teilchen, – polare/hydrophile Teilchen --> semipermeabel! --> Aufrechterhaltung der Tugors
Osmose(+ Plasmolyse, Deplasmolyse) Osmose --> Diffusion durch eine semipermeable Membran ----------------------------------------------------- Konz. der Außenmediums: --> hypertonisch: Wasser strömt aus( Plasmolyse: Zelle geht ein, bzw Protoplast löst sich) --> isotonisch: gleichverteilt (osmotische Druck ist gleich, Protoplast hebt sich gerade von der Wand ab.) --> hypotonisch: Wasser strömt ein (Deplasmolyse: Pflanzen haben Wanddruck, Tierische Zelle Platzen!) Turgor: hydrostatischer Druck im Zellinneren Wanddruck: steht dem Turgor entgegen
Membranstrukturen Einfache Membran: - Plasmalemma -Tonoplast -ER -Dictyosomen Doppelmembran: -Zellkern -Plastide -Mitochondrien
Organelle: Zellkern(Allgemeines, Funktion, Nucleoli) Allgemein: größtes Organelle, enthält DNA, Karyolymphe+Nukleoli+ Chromosomen= Karyoplasma, Doppelmembran(evtl. Ribosomen) mit Poren(hochselektiv), Membran steht mit ER in Kontakt Funktion: Speicherung der Erbinformation, Umsetzung durch RNA-Synthese (Transkription), Duplikation durch DNA-Synthese (Replikation) Nucleoli: meist 1-3, aus Protein+RNA, RNA wird transkribiert und mit Proteinen -->Geburtsstätte der Ribosomen
Mitochondrien - Doppelmembran - innere Membran eingestülpt > Christae = Falten (eingebettet in Matrix) oder > Tubuli = Röhren > dienen der Oberflächenvergrößerung der inneren Membran - nur in Eukaryoten - besonders in Zellen mit hohem Energieverbrauch (Muskel-, Nerven-, Sinnes-, Eizellen) - Kraftwerke der Zelle > Atmungskette und ATP-Synthese in der inneren Mitochondrienmembran > Citratzyklus, Fettsäureoxidation in Matrix - eigene (mitochondriale) DNA und 70s Ribosomen
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Plastide - Organellen bei Pflanzen und Pilzen - durch lipidreiche Doppelmembran von Cytoplasma abgegrenzt - aus Protoplastid in jungen Zellen: > Chloroplast (durch Licht) > Leukoplast (im Dunkeln) > Chromoplast (bei Früchten) > Amyloplast (Stärke speichernde Leukoplasten) > teilweise ineinander umwandelbar
Plastide=Chloroplast - Doppelmembran nach innen eingestülpt - photosnthetisch aktive Membranen heißen Thylakoide -bilden Stapel (Grana), die in das Stroma (plasmatische Grundsubstanz von Plastiden) eingebettet sind - Stroma enthält Enzyme der Dunkelreaktion der Photosynthese - eigene DNA und 70S Ribosomen
Vakuole allgemein - typisch für höhere Pflanzen - entstehen bei Wachstum und Differenzierung pflanzlicher Zellen - Streckenwachstum durch Vakuolisierung (bis 90 % des Zellvolumens) - Vakuolen-Membran: Tonoplast > regelt Transportvorgänge Zellsaft=Vakuoleninhalt
Vakuole- Funktion - Wasserhaushalt / Osmoseregulation (hoher osmotischer Druck im Zusammenhang mit fester Zellwand; Turgor) - Vergrößerung der Pflanze (günstig für Lichtaufnahme und Photosynthese) - Stoffspeicherung > Ionen, organische Säuren > Reservestoffe, z.B. Eiweiße und Zucker > Hydrophile Sekundärstoffe wie Alkaloide, Glycosoide, Gerbstoffe > Pigmente, z.B. Anthocyane > Fette > Ätherische Öle > Schleime > Ca-Oxalate > Enzyme (z.B. Hydrolasen zur Verdauung v. Makromolekülen) > Ausscheidungsorgan (z.B. f. Oxalate)
Zellwand - bei Pflanzen-, Bakterien- und Pilzzellen - verleiht der Pflanze die Form - setzt dem Turgor den Wanddruck entgegen und verhindert das Platzen bei Wasseraufnahme - aus polymeren Kohlenhydraten im mehr oder weniger geordneten Zustand > Eubakterien: Peptidoglycan > Hefen: z.B. Glucan-Mannan > Pilze: Chitin oder Zellulose > Pflanzen: Zellulose - außerdem können bei Pflanzen Substanzen, z.B. Cutin, Suberin, Lignin ein- oder aufgelagert werden
Pflanzen-Zellwand - Polymer aus ß-1,4 verknüpfter Glucose=Cellulose - Cellulose wichtigstes Wandmaterial der Pflanzenzelle (+Hemicellulose und....) - zu Mikrofibrillen zusammen gelagert
Pflanzenzellwand- Entstehung und Aufbau I - bei Zellteilung zuerst zwischen Tochterzellen Primordialwand (hauptsächlich Pektine) - Auflagerung v. Primärwandlamellen auf Primordialwand > aus Primordialwand entsteht Mittellamelle und daran an beiden Seiten Primärwand - Pektin, Hemicellulosen, wenig Cellulose - elastisch und dehnbar - Streutextur: Cellulose kreuz und quer
Pflanzen Zellwand- Entstehung und Aufbau II (Sekundärwand) - innen auf Primärwand aufgelagert wenn Zelle ausgewachsen - mehrere Wandschichten mit hohem Cellulose-Anteil - Cellulosefibrillen in Paralleltextur - stabil, weniger elastisch als Primärwand
Pflanzen Zellwand- Entstehung und Aufbau III (Plasmodesmen, Tüpfel,) - Plasmodesmen: Kanäle des ER bleiben bei Wandbildung erhalten - Tüpfelkanäle: lichtmikroskopisch sichtbare Aussparungen der Sekundärwand > zwischen Tüpfeln benachbarter Zellen Schließhaut aus Mittellamelle und Primärwänden d. Zellen > Zellwände siebartig durch Plasmodesmen durchbrochen > bei toten Zellen (z.B. Tracheen): in den Tüpfelkanälen keine Plasmodesmen mehr
Ergastische Produkte des Protoplasten I - vom Protoplasma gebildete, aber nicht protoplasmatische Substanzen > Einschlüsse und Ausscheidungen (oft in Vakuolen lokalisiert) Zwischen- und Endprodukte des Stoffwechsels: > Calciumoxalat > Malat zur Speicherung von Kohlendioxid (C4-Pflanzen) Reservestoffe: > Stärke (Amyloplasten) > Fette und Öle (z.B. Energiespeicher in Samen) > Proteine (Aleuronkörper=Proteinspeichervakuolen in der Aleuronschicht von Getreidekörnern & in Keimblättern v. Hülsenfrüchten) > Zucker wie Glucose, Fructose, Saccharose (Zellen der Zuckerrübe), Inulin (Reservepolysaccharid in Asteraceen)
Ergastische Produkte des Protoplasten II Sek. Pflanzeninhaltsstoffe - Bsp.: > Vakuolenfarbstoffe (z.B. Anthocyane, Betalaine, ...) >> Blütenfarb-, Insektenlockstoffe > Alkaloide (z.B. Coffein, Mutterkornalkaloide, Morphin) >> Fraßschutz > Gerbstoffe (z.B. in schwarzem Tee) >> Schutz vor Mikroorganismen > Ätherische Öle (z.B. in Zimt, Nelke, Kamille) >> Duftstoff, antimikrobiell, Fraßschutz > Herzglykoside
Ergastische Produkte des Protoplasten--> Calciumoxalate - zelltoxische Oxalsäure = Stoffwechselprodukt - i. Form v. schwerlöslichen Calciumoxalatkristallen in Vakuole gelagert (häufig in Idioblasten = Sonderlinge im Zellverband) - Ausbildung typischer Kristallformen > mikroskopisches Identifikationsmerkmal für bestimmte Drogen --> Raphiden, Drusen, Kristallsand, Einzelkristalle
Stärke I - Speicherstof (Glucose in unlöslicher, osmotisch unwirksamer Form) - in Samen, Knollen, Rhizomen, Zwiebeln, Wurzeln (Calypt r a) - oft in Amyloplasten (stärkehaltige Leukoplasten) - optisch aktiv > polarisiertes Licht wird in bestimmten Sektoren vollständig absorbiert wegen des regelmäßigen molekularen Aufbaus eines Stärkekorns (Radiärsymmetrie) - Pharmazeutisch > zur Tablettenherstellung (Füllstoff, Spreng- o. Bindemittel)
Stärke II - entsteht durch Polimeration v. Alpha-D-Glucose (entsteht als Produkt d. Photosynthese) - besteht aus 2 Zuckerpolymeren > Amylose und Pektin
Amylose - lineares Polymer (1,4-verknüpft) ohne Verzweigungen - wasserlöslich - mit Jod-Lösung blau-schwarzblaue Färbung > basiert auf Einlagerung v. linear angeordneten Jod-Molekülen i. d. Hohlräumen d. Polymerspiralen
Amylopektin - zusätzlich zu Amylose Glucoseseitenketten (1,3 und 1,6-verknüpft) - nicht wasserlöslich - Violettfärbung in Jod-Lösung
Stärke III - Bildungszentrum (Hilum) > zentral (konzentrische Schichtung) >> z.B. Gräser, Weizen, Mais > peripher (exzentrische Schichtung) >> z.B. Kartoffel - gelegentlich mehrere Bildungszentren > führt zur Anlage mehrerer Stärkekörner - Zentrum durch Wasser leicht aushöhlbar > radiale oder Trockenrisse > häufig als Spalt bezeichnet
Pflanzliche Gewebe- Übersicht >Bildungsgewebe (Meristeme) > Grundgewebe (Parenchyme) > Abschlussgewebe >Fesitungsgewebe > Leitgewebe > Ausscheidungsgewebe (Exkretionsgewebe)
Meristeme Eigenschaften: dünne Zellwand (Primordial bis Primärwand), hohe Teilungsrate, fügen neue Zellen hinzu - primäre Meristeme (Urmeristeme von Zygote abgeleitet) > Apikal- oder Scheitelmeristeme > Restmeristeme (faszikuläre Kambien, Perizykel der Wurzel) - sekundäre Meristeme (Folgemeristeme, aus zuvor differenzierten Zellen) > Kambium (interfaszikulär) > Phellogen - Meristemoide (einzelne Bildungszellen, z.B. bei Haaren oder Spaltöffnungen)
Parenchyme Eigenschaften: dünne und kaum lignifizierte Zellwände, teilungsfähig, reich an Interzellularen, isodiametrisch(Durchmesser in alle Richtungen gleich) oder prosenchmatisch (schmale, lange Zellen) ,Dauergewebe, Hauptmasse der Pflanze - Grund- und Speichergewebe > Assimilationsparenchyme > Speicherparenchyme (z.B. Rinden-, Holz-, Markparenchym) > Durchlüftungsgewebe oder Aerenchyme > Markstrahlparenchym - Abschlussgewebe > primäres Gewebe (von primären Meristemen gebildet>>Epidermis, Endodermis, Exodermis) > sekundäres Gewebe (von sekundären Meristemen gebildet>>Periderm, Kork, Borke)
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Festigungsgewebe I ( Kollenchym) besondere Gewebe die Festigung verleihen Kollenchym: - Zellen behalten plasmatischen Inhalt und sind deshalb im Stoffaustausch kaum behindert (lebend) - Zellen häufig langgestreckt - Primärwand ungleichmäßig verdickt - Wandverdickungen bestehen aus abwechselnden Lamellen v. Cellulose u. v. Pektinen - unverholzt - im Mikroskop stark lichtbrechend, daher hell leuchtend - flexibel, in jungen, wachsenden Geweben als Stützgewebe - keine Interzellularen
Festigungsgewebe II (Skylerenchyme I) - ausgewachsen meist kein Protoplast mehr vorhanden - dicke, häufig verholzte Sek.Wände durch Lignineinlagerungen - Zelllumen stark reduziert - ausgeprägte Tüpfelkanäle - Tod der Zelle = Ende ihrer Entwicklung - Steinzellen = isodiametrische sklerenchymatische Zellen - Sklerenchymfasern = prosenchymatische Zellen
Sklerenchym II - Steinzellen > einzeln oder in Gruppen > überall im Grundgewebe > v.a. in Samen-, Nussschalen und im Endocarp v. Steinfrüchten - geben Fruchtfleisch d. Birne d. sandigen Geschmack - Sklerenchymfasern > lange, schlanke Zellen, die meist in Strängen oder Bündeln auftreten > v.a. in Sprossachsen, Wurzeln, z.B. Holz- und Bastfasern > Festigungsgewebe in ausgewachsenen Pflanzenteilen, da wenig flexibel
Inkrustierung - Einlagerung v. (an)organischen Stoffen (Inkrusten) in das Cellulosegerüst der pflanzlichen Zellwand - Organische Inkrusten: Lignin, Gerb- und Farbstoffe - Anorganische Inkrusten: Kieselsäure, Kalk, Calciumoxalat - dient der Festigung - Zellen sollen Druck aushalten und starre Wände aufweisen
Akkrustierung - Auflagerung v. wasserunlöslichem, lipophilem Material auf Zellwandschichten - innerhalb d. Zelle bei Verkorkung (Suberin) - außerhalb der Zelle bei Bildung d. Cuticula (Cutin) (Schutzschicht, z.B. aus Wachs) - keine Gerüstsubstanz (meist Cellulose) eingelagert wie bei Inkrustierung - Transpirationsschutz
Histochemische Nachweise auf dem Objektträger Jod/Glycerin --> Aleuronkörner--> Dunkelgelb Phloroglucin mit HCLO4/HCL--> Lignin--> rot SudanIII/Glycerin--> ätherische Öle, fette öle, Lipide--> rot Tusche--> saure+ neutrale Schleime--> helle Höfe Methylenblau--> saure Schleime--> blau I2+Kl--> Stärke--> blau/violett bis schwarz KarminEssigsäure--> Zellkern und Chromosomen--> rot Chlorzinkjod-->Cellulose--> blau