Aufbau einer tierischen Zelle
Die Zellmembran umgrenzt die Zelle und sorgt für den geregelten Austausch von Stoffen zwischen dem Zellinneren und der Umgebung. Sie besteht aus einer Doppelschicht von Phospholipiden, in die Proteine und Kohlenhydrate eingelagert sind. Diese ermöglichen den selektiven Stofftransport, die Signalweiterleitung und die Erkennung anderer Zellen.
Arbeitsblatt
LösungenAls Cytoplasma bezeichnet man den gesamten Zellinhalt mit Ausnahme des Zellkerns. Es besteht aus einer zähflüssigen Grundsubstanz, dem Cytosol, in dem die Zellorganellen eingebettet sind. Die Tierzelle besitzt im Gegensatz zur Pflanzenzelle keine Zellwand, sondern ein Cytoskelett. Das ist ein stabiles Geflecht aus Proteinfasern, das die Zelle zusammenhält, ihre Form stabilisiert und Bewegungen sowie Stofftransporte im Zellinneren ermöglicht. Die gröbsten, etwa 25 Nanometer dicken, röhrenartigen Fasern sind aus dem Protein Tubulin aufgebaut, sie werden daher als Mikrotubuli bezeichnet. Die noch feineren Fasern bestehen aus Keratin (Intermediärfilamente) oder Actin (Mikrofilamente).
Modell: Raues ER mit Ribosomen und ZellkernIm Zellkern (Nucleus) befindet sich die DNA (Desoxyribonucleinsäure, DNS) mit den Erbinformationen, die alle Vorgänge in der Zelle steuern. Der Nucleolus (Kernkörperchen) im Zellkern enthält RNA (Ribonucleinsäure) und ist an der Bildung der Ribosomen beteiligt. Während der Zellteilung wird die DNA in Form von Chromosomen sichtbar, ansonsten liegt sie als lockeres Chromatin vor. Im Cytoplasma befinden sich die Zellorganellen: Das Endoplasmatische Reticulum (ER) und die Ribosomen sind unter anderem für die Protein-Biosynthese zuständig. Das raue ER (in der Grafik grün dargestellt) trägt Ribosomen, während das glatte ER keine besitzt und unter anderem Lipide aufbaut und entgiftet.
Modell: Dictyosom mit VesikelnDer Golgi-Apparat modifiziert die im ER gebildeten Eiweiße, sortiert und verpackt sie für bestimmte Funktionen oder Transportvorgänge. Flache, membranumhüllte Hohlräume (Zisternen) sind scheibenartig gestapelt und bilden die Dictyosomen. Die kleinen runden Bläschen werden Vesikel genannt, sie sind für den Transport zuständig. Die Gesamtheit aller Dictyosomen in einer Zelle nennt man Golgi-Apparat. Man könnte auch sagen: Der Golgi-Apparat ist die „Poststelle“ der Zelle. Der Begriff ist übrigens nach dem italienischen Arzt und Neurowissenschaftler Camillo Golgi (1843–1926) benannt. Golgi entwickelte eine Färbemethode mit Kaliumdichromat und Silbernitrat zur Schwärzung von Nervenzellen und feinen Zellstrukturen. Dabei entdeckte er ein netzartiges System, was aber an sich noch kein Beweis für ein neues Zellorganell war. Erst die Elektronenmikroskopie erbrachte später den tatsächlichen Beweis.
Modell: Mitochondrium mit MembranenDie Mitochondrien dienen zur Energiegewinnung. Sie stellen bei der Zellatmung ATP (Adenosintriphosphat) her und werden deshalb als die „Kraftwerke der Zelle“ bezeichnet. Den Stoff ATP kann man sich als den „Akku“ einer Zelle vorstellen, er transportiert Energie und liefert diese wieder ab, wo sie gebraucht wird. Mitochondrien findet man konzentriert in den Nerven- und Muskelzellen, im Gehirn, im Herz, in Sinneszellen, Leberzellen oder Eizellen. Die Mitochondrien sind aus einer äußeren und einer inneren Membran aufgebaut. Innen befindet sich die Matrix, in der hunderte von Enzymen, ATP-Bausteine, mitochondriale Ribosomen, t-RNA und DNA mit Kopien des mitochondrialen Genoms enthalten sind. Die ATP-Bildung findet an der inneren Membran in der Matrix statt.
Die Lysosomen enthalten Verdauungsenzyme, die Abfallstoffe, beschädigte Zellbestandteile und Fremdstoffe abbauen. Die Peroxisomen (im Arbeitsblatt ganz oben nicht dargestellt) entgiften die Zelle, indem sie Wasserstoffperoxid mit Hilfe des Enzyms Katalase zu Wasser und Sauerstoff abbauen und Fettsäuren zersetzen. Zusätzlich enthält die Tierzelle Centriolen, die bei der Zellteilung eine wichtige Rolle spielen, weil sie die Spindelfasern zur Trennung der Chromosomen bilden.
KopiervorlageHinweis zum Arbeitsblatt und zu den per KI erstellten Modellgrafiken: In Wirklichkeit sind die Zellorganellen nicht farbig. Die Farben dienen lediglich zur Verdeutlichung des Aufbaus. Bei mikroskopischen Aufnahmen kommen die Farben durch chemische Färbungen zustande.
Arbeitsaufgabe
Erstelle eine Tabelle, in der die Unterschiede zwischen einer tierischen Zelle und einer pflanzlichen Zelle herausgearbeitet werden. Erkläre dabei die jeweiligen Funktionen der Zell-Bestandteile. Welchen Vorteil hat die Zellwand für die Pflanze? Warum hat die tierische Zelle keine Zellwand?
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Weitere Informationen
Aufbau einer Pflanzenzelle
Aufbau einer Zellmembran
Mikroaufnahmen von Zellen