Biologie (Fach) / Zytologie/Histologie/PB1 (Lektion)
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Praktikum
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- Definition "Die Zelle" - Die Zelle ist die morphologisch kleinste, noch lebensfähige Einheit - Jede Zelle ist in der Lage: > Nährstoffe aufzunehmen > diese in Energie umzuwandeln > verschiedene Funktionen zu übernehmen > ...
- Eubakterien - Kernäquivalent ohne Membran - DNA ringförmiges Genom, Plasmide, ohne Introns - 70s Ribosomen - Kompartimierung schwach - keine: ER, Plastiden, Mitochondrien, große zentrale Vakuole, Lysosomen - Zellwand ...
- Zellen höherer 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 ...
- 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 ...
- Untergliederung des Protoplasten (Kompartimente) - Pflanzenzelle=Zellwand und Protoplast (plasmatischer Inhalt einer zellwandigen Zelle) --> auch bei Bakterien und Pilzen - Protoplast=Zellkern (Nukleus) + Cytoplasma; ist umgeben von der Cytoplasmamembran ...
- Biomembranen - Lipide der eukaryontischen Membran - drei wichtige Gruppen: > Phospholipide, Glykolipide, Steroide (Cholesterin) > Phospholipide=Phosphatide (phosphorsäurehaltiges Lipid), z.B. Lecithin (=Phosphatidylcholin) ...
- Biomembranen-Steroide Funktion - Versteifung, Erhöhung der Stabilität der Biomembran - Regulierung der Fluidität > hohe Cholesterinkonzentrationen reduzieren die Fluidität > niedrige ...
- Funktion der Membran - Abgrenzung - Kompartimierung - Transportvorgänge - Signalfunktion - Diffunsionsbarriere
- Permeation (Diffusion durch Membran) gute Diffusion: - Wasser (sehr gut) - lipophile Substanzen - hydrophobe Aminosäuren schlechte Diffusion: - polare Substanzen - hydrophile Aminosäuren
- Permeation: pharmazeutisch wichtig polare Arzneistoffe werden schlecht resorbiert lipophile Arzneistoffe werden gut resorbiert
- Semipermeabel (selektive Permeabilität) Wasser permeiert gut lipophile Substanzen permeieren recht gut polare Verbindungen permeieren nicht --> Afrechterhaltung des Turgor (Zellspannung) bei Pflanzen
- Zellkern = Kernhülle+Karyoplasma (Kernplasma, Nukleoplasma) ... - größte Zellorganelle - umgeben von einer Doppelmembran (Kernhülle, Kernmembran) mit Poren für hochselektiven Transport - Kernmembran steht mit ER in Zusammenhang, kann an der cytosolischen Seite ...
- Abgrenzung von Kompartimenten durch Biomembranen (LipidBilayer) ... -Cytoplasmamembran = Plasmalemma - Tonoplast (grenzt Cytoplasma von der Vakuole ab) - ER (steht mit der äußeren Kernmembran in Verbindung und durchzieht das Cytoplasma) - glattes ER: ohne Ribosomen ...
- Abgrenzung von Kompartimenten durch Biomembranen (LipidBilayer) ... - Zellkern - Plastiden - Mitochondrien
- Plasmodesmen - Durchlässe durch die Zellwand - benachbarte Zellen stehen über Plasmodesmen in Verbindung - Gesamtheit: Symplast
- Funktion des Zellkerns - Speicherung der Erbinformation - Umsetzung der Erbinformation durch RNA-Synthese (Transkription) - Duplikation der Erbinformation durch DNA-Synthese
- Nukleoli (Zellkörperchen) - i.d.R. 1-3 pro Zellkern - im Lichtmikroskop sichtbar - besteht aus Protein und RNA - Im Bereich der Nukleoli liegen bestimmte Abschnitte der DNA mehrerer Chromosomen > enthalten die Informationen für ...
- Mitochondrien - Doppelmembran - innere Membran eingestülpt > Christae = Falten (eingebettet in Matrix) oder > Tubuli = Röhren > dienen der Oberflächenvergrößerung der inneren Membran - nur in Eukaryoten - besonders ...
- Plastiden = Chloroplasten - Organellen bei Pflanzen und Pilzen - durch lipidreiche Doppelmembran von Cytoplasma abgegrenzt - aus Protoplastid in jungen Zellen: > Chloroplast (durch Licht) > Leukoplast (im Dunkeln) > Chromoplast ...
- Plastiden = Chloroplasten II - Doppelmembran nach innen eingestülpt - photosnthetisch aktive Membranen heißen Thylakoide -bilden Stapel (Grana), die in das Stroma (plasmatische Grundsubstanz von Plastiden) eingebettet sind - Stroma ...
- Vakuole allgemein - typisch für höhere Pflanzen - entstehen bei Wachstum und Differenzierung pflanzlicher Zellen - Streckenwachstum durch Vakuolisierung (bis 90 % des Zellvolumens) - Vakuolen-Membran: Tonoplast > regelt ...
- Vakuole II - Funktionen - Wasserhaushalt / Osmoseregulation (hoher osmotischer Druck im Zusammenhang mit fester Zellwand; Turgor) - Vergrößerung der Pflanze (günstig für Lichtaufnahme und Photosynthese) - Stoffspeicherung ...
- 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 ...
- Pflanzen-Zellwand - Polymer aus ß-1,4 verknüpfter Glucose=Cellulose - Cellulose wichtigstes Wandmaterial der Pflanzenzelle - zu Mikrofibrillen zusammen gelagert
- Pflanzen-Zellwand Entstehung und Aufbau I - Primärwand ... - bei Zellteilung zuerst zwischen Tochterzellen Primordialwand (hauptsächlich Pektine) - Auflagerung v. Primärwandlamellen auf Primordialwand > aus Primordialwand entsteht Mittellamelle und daran an ...
- 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: Kanäle des ER bleiben bei Wandbildung erhalten - Tüpfelkanäle: lichtmikroskopisch sichtbare Aussparungen der Sekundärwand > zwischen Tüpfeln benachbarter Zellen Schließhaut aus Mittellamelle ...
- Plasmaströmung und Chloroplasten - z.T. autonom - durch Außenreize induziert: > Licht (Photodinese) > Chemikalien (Chemodinese) > Wärme (Thermodinese) > Verletzung (Traumadinese) - durchschnittl. Strömungsgeschwindigk. 0,2-0,6mm pro ...
- Vakuole und Zellsaft I - Plasmolyse - hypertonische Lösung > dem Protoplasten wird Wasser entzogen, er schrumpft - hypertonisch: Konz. einer intrazellulär gelösten Substanz ist höher als die Vergleichslösung > Wasser strömt aus
- Vakuole und Zellsaft II - Deplasmolyse - hypotonische Lösung: Vorgang reversibel - Konz. einer gelösten Substanz i.d. Zelle ist niedriger als i.d. Umgebung - Wasser strömt aus
- Isotonisch - der osmotische Druck auf beiden Seiten der Membran ist gleich - Konzentrationsausgleich: Wasser wandert so lange von einer hypotonischen in eine hypertonische Lösung ein, bis beide isotonisch sind
- Gewebe - Begriffsbestimmungen - meristematische Zellen: > teilungsaktive, undifferenzierte Zellen - Differenzierung: > Zelldifferenzierung unterliegt der Kontrolle der Genexpression >> Synthese verschiedener Proteine - Gewebe: > Gruppen ...
- Meristeme = Bildungsgewebe - primäre Meristeme (Urmeristeme von Zygote abgeleitet) > Apikal- oder Scheitelmeristeme > Restmeristeme (faszikuläre Kambien) - sekundäre Meristeme (Folgemeristeme, aus zuvor differenzierten Zellen) ...
- Gewebe- und Zelltypen Dauergewebe - dünne Zellwände, kaum lignifiziert (verholzt), teilungsfähig, isodiametrische (Durchmesser der Zellen in alle Richtungen gleich) oder prosenchymatische Zellen (dichtes Gewebe, schmale, lange Zellen, ...
- Gewebe- und Zelltypen Gruppierung nach Funktion -Absorptionsgewebe: > Rhizodermis - Eliminationsgewebe: > Sekretions- und Exkretionsgewebe (Drüsengewebe) - Festigungsgewebe: > Kollenchyme > Sklerenchyme - Leitgewebe: > Xylem > Phloem
- Kollenchym - Zellen behalten plasmatischen Inhalt und sind deshalb im Stoffaustausch kaum behindert (lebend) - Zellen häufig langgestreckt - Primärwand ungleichmäßig verdickt - Wandverdickungen bestehen aus ...
- Sklerenchym I - ausgewachsen meist kein Protoplast mehr vorhanden - dicke, häufig verholzte Sek.Wände durch Lignineinlagerungen - Zelllumen stark reduziert - ausgeprägte Tüpfelkanäle - Tod der Zelle = Ende ihrer ...
- 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 ...
- Inkrustierung - Einlagerung v. (an)organischen Stoffen (Inkrusten) in das Cellulosegerüst der pflanzlichen Zellwand - Organische Inkrusten: Lignin, Gerb- und Farbstoffe - Anorganische Inkrusten: Kieselsäure, Kalk, ...
- 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. ...
- Ergastische Produkte des Protoplasten Sek. Pflanzeninhaltsstoffe - Bsp.: > Vakuolenfarbstoffe (z.B. Anthocyane, Betalaine, ...) >> Blütenfarb-, Insektenlockstoffe > Alkaloide (z.B. Coffein, Mutterkornalkaloide, Morphin) >> Fraßschutz > ...
- Ergastische Produkte ds Protoplasten II - vom Protoplasma gebildete, aber nicht protoplasmatische Substanzen > Einschlüsse und Ausscheidungen (oft in Vakuolen lokalisiert) - Zwischen- und Endprodukte des Stoffwechsels > Malat zur Speicherung ...
- Calciumoxalat-Kristalle - zelltoxische Oxalsäure = Stoffwechselprodukt - i. Form v. schwerlöslichen Calciumoxalatkristallen in Vakuole gelagert (häufig in Idioblasten = Sonderlinge im Zellverband) - Ausbildung typischer Kristallformen ...
- Calciumoxalat-Kristalle II - zur Speicherung v. überflüssigem Calcium - in spezialisierten Vakuolen - Ausfällung aufgrund hoher Konzentration - zur Drogenidentifizierung wichtig: > Raphiden (in Bündeln auftretende nadelförmige ...
- 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 > ...
- 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. ...
- 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 ...
- Mitose - bei Verfielfältiung der Körperzellen - im Anschluss an die Interphase - Endprodukt: 2 diploide Tochterzellen - 4 Phasen: > Prophase > Metaphase > Anaphase > Telophase