Botanik (Fach) / Die Pflanzliche Zelle (Lektion)

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• In welchem Jahrhundert wurden Zellen das erste Mal beschrieben? im 17. Jahrhundert (1665 durch Robert Hooke)
• Nennen Sie Kernsätze der Zelltheorie! alles Leben ist zellulär aufgebaut die Zelle verfügt über die Lebenseigenschaften Stoffwechsel, Reaktion auf Reize, Reproduktion Zellen entstehen nur aus Zellen.
• Welche Auflösungen erreichen Routinegeräte der Licht- bzw. der Elektronenmikroskopie? Lichtmikrokop: d = 0,2 μm Elektronenmikroskop: d = 0,2 nm
• Wie groß ist das Auflösungsvermögen des menschlichen Auges? d = 50 – 100 μm
• Wie dick ist ein menschliches Haar? Wie dick ist ein Blatt Papier? menschliches Haar: 50 – 100 μm Blatt Papier: 100 μm
• Wovon hängt das Auflösungsvermögen des typischen Lichtmikroskopes ab und wo liegt seine Grenze? numerische Apertur (und Wellenlänge des sichtbaren Lichts)
• Wie ist die numerische Apertur definiert? n · sinα (n: Brechungsindex des verwendeten Immersionsmittels, α: halber Öffnungswinkel des Objektivs)
• Wie kommt es zur Kontrastentstehung im Lichtmikroskop? unterschiedliche Absorption des Lichtes durch das Präparat (unterschiedliche Dichten)
• Nennen Sie die Möglichkeiten zur Kontrastverbesserung bei einem kontrastarmen mikroskopischen Präparat! Färbung → künstlicher Farbkontrast Phasenkontrast (Dichteunterschiede → Hell/Dunkel) Differenzialinterferenzkontrast (DIC) (Dichteunterschiede → Relief) schiefe Beleuchtung Floureszenzmikroskopie, Dunkelfeldmikroskopie
• Warum benützt man Färbereagenzien in der Lichtmikroskopie? Kontrastverstärkung Markierung bestimmter Gewebe / chemischer Zusammensetzungen
• Welche Zellstrukturen kann man lichtmikroskopisch in einer Pflanzenzelle erkennen, welche nicht? Sichtbar: Zellkern, Zellwand, Vakuole, Plastiden (Chloroplasten, Chromoplasten, etc.), Tüpfel, Stärkekörner, Lipidkörper; nach Anfärbung: Mitochondrien, Microbodies, Golgi-Apparat, Cytoskelett Nicht sichtbar:Mitellamelle, Plasmalemma, Tonoplast, Plasmodesmen, Ribosomen, Dictyosomen, Mikrotubuli
• Welche Differenzierungen des Zellkerns kann man im Lichtmikroskop erkennen? Nucleoulus, Chromatin, Kernmatrix
• Wie ist eine Biomembran aufgebaut? Lipiddoppelschicht, Proteine (peripher, integral und verankert), Kohlenhydrate
• Wie wird in der Elektronenmikroskopie Kontrast erzeugt? Einlagerung von Schwermetallen → Osmium, Blei, Uran
• Welches sind die Bauelemente eines Lichtmikroskops? Lichtquelle – Leuchtfeldblende – Kondensor mit Aperturblende – Objekttisch – Objekitv – Okular – Stativ
• Was versteht man unter einer förderlichen, was unter einer leeren Vergrößerung eines Lichtmikrokops? Förderliche Vergrößerung: noch kleinere Bildpunkte werden sichtbar Leere Vergrößerung: Bildqualität verändert sich nicht (Grenzen des n.A. bereits ausgereizt)
• Was bedeutet folgende Eingravierung auf dem Objektiv eines Lichtmikroskops: A 40/0,65, 160/0,17 A 40: Maßstabszahl (40fache Vergrößerung) 0,65: numerische Apertur 160: Tubuslänge (in mm)  0,17: Dicke der zu verwendenden Deckgläser
• Nennen Sie die Komponenten eines Transmissionselektronenmikroskops! Kathode – Kondensorlinsen – Objektivlinsen – Ultradünnschnitt – Projektivlinsen – Leuchtschirme – Stereolupe
• Welche Organismenreiche gibt es? Bacteria, Archaea, Eukarya
• Welchen Durchmesser haben Zellkern, Mitochondrien, Plastiden, Dictyosomen, Vakuolen? –  Zellkern: 5 – 25 μm –  Mitochondrien: 0,5 – 1,5μm –  Plastiden: 1 – 3 μm –  Dictyosomen: 1 – 3 μm –  Vakuolen: 40 μm
• Wo finden wir 70S- und wo 80S-Ribosomen? 70S: Mitochondrien und Plastiden 80S: Zytoplasma
• Wie ist die Struktur der Kernhülle? Kernporenkomplexe, Kontinuität mit dem ER
• Welche primären Endosymbiose-Schritte führten zur tierischen, welche zur pilzlichen und welche zur pflanzlichen Zelle? –  Membraneinstülpungen → Kernhülle + ER –  α-Proteobakterium → Mitochondrium → Protisten, Pilze, Tiere –  Cyanobakterium → Plastide → Pflanzen
• Welche Zellstrukturen sind von einer, welche von zwei Membranen begrenzt? –  Eine Membran: ER, Golgi-Apparat, Microbodies, Lysosomen, Vakuolen –  Zwei Membranen: Zellkern, Mitochondrien, Plastiden
• Welches Modell beschreibt die Anordnung von Lipiden und Proteinen in der Biomembran? Fluid-Mosaik-Modell
• Welche Assoziationen von Proteinen mit der Lipid-Doppelschicht kennen Sie? Transmembran: α-Helix, β-Barrel  α-Helix mit Membran assoziiert Lipidanker durch Protein verknüpft
• Welches sind die Funktionen der Biomembran? - Abgrenzung der Zelle nach außern, Untergliederung Zelle Kompartimente - Transport von Molekülen zwischen Reaktionsräumen - Endozytose (Molekülaufnahme) + Exozytose/Sekretion (Molekülabgabe) - Signalperzeption, Signaltransduktion, Zell-Zell.Kommunikation - Energiegewinnung
• Was verstehen Sie unter selektiver Permeabilität? Durchlässigkeit nur für bestimmte Moleküle/Ionen
• Wofür ist die Lipiddoppelschicht durchlässig bzw. undurchlässig? durchlässig:lipophile Moleküle (O2, N2) + kleine ungeladene hydrophile Moleküle (H2O, CO2, Glycerin) undurchlässig: große und ungeladene (Glucose, Saccharose, Proteine) + geladene hydrophile Moleküle (Ionen)
• Welche Funktion haben Membranproteine beim Transport durch die Membran? Unterschied? passiver (ohne Energie und nur in Richtung des Konzentrationsgradient) und aktiver Transport (mit Energie und in beide Richtungen)
• Wie werden Makromoleküle zwischen Zellkompartimenten transportiert Membranfluss -> Abschnürung -> Transportvesikel -> Fusion
• Was verstehen Sie unter Osmose? Ausgleich der Konzentrationsunterschiede durch Wasserverlagerung (Molekülfluss)
• Was versteht man unter Plasmolyse? Hypertonisches Medium -> Druck schrumpft durch osmotischen Auswärtstrom von H2O aus dem Zytoplasma Protoplast löst sich von der Zellwand (→ Turgorverlust)
• Wodurch wird der osmotische Druck (das Wasserpotential) einer Lösung bestimmt? durch die Anzahl der gelösten Teilchen
• Was ist ein Turgor? Innendruck einer Pflanzenzelle (Druck des Protoplasten gegen die Zellwand)
• Wodurch wird die Saugkraft (das Wasserpotential) einer Zelle bestimmt? osmotischer Druck des Zytoplasmas, starre Zellwand, Nachbarzellen/-gewebe
• Welche Funktion hat ein Nukleolus? Synthese ribosomaler RNA
• Was ist die Aufgabe von Ribosomen? Proteinsynthese und -produktion (Translation)
• Welche Hypothese beschreibt die Prozesse der Synthese sekretorischer Proteine? Signalerkennungshypothese (kotranslationaler Transport sekretorischer Proteine in das ER)
• Was ist ein SRP? Signalerkennungspartikel an der Signalsequenz der Aminosäuren
• Welche Typen von ER gibt es, welche Funktionen haben sie? – raues ER (flache Zisternen): Synthese sekretorischer Proteine – glattes ER (runde Zisternen): Lipidsynthese
• Was versteht man unter Tonoplast bzw. Plasmalemma? –  Tonoplast: Biomembran, die die Vakuole begrenzt –  Plasmalemma: Biomembran, die direkt der Zellwand aufliegt
• Was sind Dictyosomen und was ist ihre Funktion? Bestandteil des Golgiapparats -> chemische Reifung sekretorischer Proteine, Biosynthese von Polysaccheriden an der Zellwand
• Was sind Microbodies? Welche Typen gibt es? ca. 0,5 μm große Vesikel mit einer Membran im Zytoplasma eukaryotischer Zellen  (Katalase: 2 H2O2 → O2 + H2O) – Peroxisomen (Blatt)– Glyoxisomen (fettspeichernde Samen  im Speichergewebe)
• Beschreiben Sie den Aufbau eines Mitochondriums äußere + innere Membran – Intermembranraum – Matrix – Cristae, Sacculi, Tubuli – 70S-Ribosomen – Nukleoide (DNA)
• Nennen Sie Stichworte zur chemiosmotischen Energiegewinnung! Warum ist hier die Biomembran von entscheidender Bedeutung? –  Ladungstrennung, Elektronentransport, Membran → Potentialaufbau –  Protonenverlagerung → Protonenpotential, Rückfluss durch ATP-Synthase
• Wie sind Plastiden aufgebaut? äußere + innere Membran – Intermembranraum – Stroma – Thylakoide (Grana-T + Stroma-T.) - Thylakoidlumen – Plastoglobuli – Assimilationsstärke – 70S-Ribosomen – Nukleoide (DNA)
• Welche Arten von Plastiden gibt es? Chloroplasten, Chromoplasten, Leukoplasten, Etioplasten (Keimlinge in Dunkelheit), Amyloplasten (Stärke)
• Wo kommt es im Chloroplasten bei aktiver Photosynthese zur Ansäuerung (Erhöhung des Gehaltes an Protonen)? Im Thylakoid-Lumen
• Nennen Sie Funktionen der Vakuole! Osmotische Funktion, saurer pH – enthält hydrophile Blütenfarbstoffe und Abwehrstoffe

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