Essenzielle Cookies sind nötig. Analyse und Werbemessung nur mit deiner Zustimmung.
Biologie · Die menschliche Zelle
Prokaryoten und Eukaryoten im Vergleich, Gram-Färbung und Zellwände, die Besonderheiten von Pflanzenzellen und die menschlichen Zelltypen nach Keimblättern.
Prokaryoten haben keinen Zellkern, Eukaryoten einen echten, von einer Doppelmembran umgebenen. Menschliche Zellen sind Eukaryoten; Pflanzenzellen haben zusätzlich Zellwand, Chloroplasten und eine große Vakuole.
Alle Lebewesen gehören zu einer von drei Domänen. Bacteria und Archaea sind Prokaryoten, ihre Zelle heißt Protozyt. Eucarya sind Eukaryoten (Zelle: Euzyt): Tiere, Pflanzen, Pilze und Protisten, darunter die einzelligen Protozoen ohne Zellwand. Auch alle Zellen des Menschen sind eukaryotisch.
Auch die Cyanobakterien („Blaualgen“) sind Bakterien, keine Algen.
Ein Prokaryot ist wie ein Ein-Zimmer-Apartment: Kochen, Schlafen und Arbeiten passieren im selben Raum. Ein Eukaryot ist eine Villa mit spezialisierten Räumen, den Organellen.
Beschriftbare Abbildung
Deine AufgabeOrdne die aufgedeckten Merkmale der richtigen Gruppe zu: Was kennzeichnet den Prokaryoten, was den Eukaryoten — Zellkern, Erbgutträger, Ribosomentyp und Fortbewegung?
Tippe auf eine Beschriftung in der Abbildung, um ihre Erklärung zu lesen.
| Merkmal | Prokaryot | Eukaryot |
|---|---|---|
| Erbgut | frei im Nucleoid | im Zellkern |
| DNA | meist ein Ring, dazu Plasmide | mehrere lineare Chromosomen |
| Ribosomen | 70S | 80S |
| Membranorganellen | keine, auch keine Mitochondrien | viele |
| Energiegewinnung | in der Plasmamembran | in Mitochondrien |
| Größe | meist 1–5 µm | meist 10–100 µm |
| Teilung | Zweiteilung | Mitose |
| Geißel | starr, rotiert wie ein Propeller | schlägt wie eine Peitsche |
Eukaryotische Zellen sind zudem deutlich größer, weil Zytoskelett und Kompartimente den Transport im Inneren organisieren; bloße Diffusion wäre dafür zu langsam. Ihre DNA ist um Histone gewickelt. DNA tragen Eukaryoten im Kern, in Mitochondrien und, falls vorhanden, in Plastiden.
Beschriftbare Abbildung
Deine AufgabeDecke die Angaben auf und ordne zu: Welche Erbgutform, welcher Ribosomentyp und welche Zellgröße gehören zum Prokaryoten, welche zum Eukaryoten?
Tippe auf eine Beschriftung in der Abbildung, um ihre Erklärung zu lesen.
Wie Geißeln gebaut sind und wie sie sich bewegen, steht in der Lektion zu Kinozilien. → Ausführlich in: Kinozilien, Geißeln, Mikrovilli
Menschliche Zellen bauen ihre Proteine an 80S-Ribosomen. Das Mittel passt dort nicht.
Die Gram-Färbung sortiert Bakterien nach der Zellwand: Gram-positive halten den Farbstoff Kristallviolett in ihrer dicken Mureinschicht fest, Gram-negative geben ihn ab. Bei Gram-negativen liegt zwischen innerer und äußerer Membran der periplasmatische Raum.
| Merkmal | Gram-positiv | Gram-negativ |
|---|---|---|
| Murein (Peptidoglykan) | dicke Schicht | dünne Schicht |
| Außenmembran | keine | vorhanden |
| Farbe nach Färbung | blau | rot |
Archaeen haben ebenfalls eine Zellwand, aber ohne Peptidoglykan. Nach der Form unterscheidest du Kokken (kugelig, etwa Streptokokken in Ketten und Staphylokokken in Haufen), Bacilli (stäbchenförmig) und Spirillen (spiralig).
Prokaryoten vermehren sich durch Zweiteilung. Viele tragen zusätzlich Plasmide: kleine, ringförmige DNA-Moleküle, die frei im Bakterienplasma liegen. Bakteriophagen sind Viren, die ausschließlich Bakterien befallen.
| Struktur | Pflanzenzelle | Tierzelle |
|---|---|---|
| Zellwand | Cellulose | keine |
| Chloroplasten | ja | nein |
| Zentralvakuole | groß, erzeugt Turgor | keine |
| Lysosomen, Zentriolen | fehlen | vorhanden |
Pflanzenzellen sind Eukaryoten und teilen ihren Kern per Mitose.
Holz. Junge Zellen haben nur eine dünne Primärwand. Holz entsteht, wenn eine Sekundärwand Lignin einlagert, ein Phenolpolymer, kein Zucker.
| Gruppe | Zellwand aus |
|---|---|
| Pflanzen | Cellulose |
| Algen | meist Cellulose |
| Pilze | Chitin |
| Bakterien | Murein |
| Tiere, Mensch | keine |
Chloroplasten. Hier läuft die Photosynthese ab. Sie enthalten Chlorophyll und gestapelte Thylakoide (Grana) für die Lichtreaktionen; der flüssige Innenraum heißt Stroma. Ihre eigene ringförmige DNA heißt Plastom. Farblose Plastiden wie die Amyloplasten speichern Stärke.
Turgor. Die Zentralvakuole hat nur eine Membran, speichert Stoffe und baut sie ab. Wasser strömt in die Zentralvakuole und presst die Membran gegen die Wand. Die Wand hält dagegen, deshalb platzt die Zelle nicht.
Mitochondrien und Chloroplasten haben zwei Membranen, eigene DNA und 70S-Ribosomen. Mitochondrien stammen von aeroben Bakterien ab, Chloroplasten von Cyanobakterien. → Ausführlich in: Endosymbiontentheorie
Beim Menschen zählt man etwa 300 Zelltypen; je nach Zählweise reichen die Schätzungen von gut 200 bis etwa 400. Ordnen lassen sie sich nach dem Keimblatt, aus dem sie entstehen. → Ausführlich in: Schwangerschaft und Keimblätter
| Keimblatt | Zelle | Merkmal |
|---|---|---|
| Ektoderm | Epidermiszellen | verhornt, über Desmosomen verbunden |
| Ektoderm | Neurone | Dendriten, Axon, bis 1 m lang |
| Mesoderm | Osteozyten, Chondrozyten | Knochen, Knorpel |
| Mesoderm | Fibrozyten, Adipozyten | Bindegewebe, Fettspeicher |
| Mesoderm | Myozyten | Aktin und Myosin, kontraktil |
| Mesoderm | Erythrozyten | kernlos, bikonkav, Hämoglobin |
| Mesoderm | Granulozyten, T-Zellen | Immunabwehr |
| Endoderm | Hepatozyten | Galle, Entgiftung |
| Endoderm | Pneumozyten | bilden Surfactant |
| Endoderm | Belegzellen | Salzsäure, Intrinsic Factor |
Erythrozyten transportieren O₂ und CO₂ und haben dank ihrer bikonkaven Form viel Oberfläche für den Gasaustausch. Sie leben etwa 120 Tage und werden in der Milz abgebaut.
Erythrozyten treiben passiv im Blut, Granulozyten kriechen aktiv ins Gewebe, Neurone bleiben ein Leben lang am selben Ort. T-Zellen wehren gezielt ab und lesen dafür MHC-Komplexe.
Beschriftbare Abbildung
Deine AufgabeDecke die Begriffe auf: Welche drei Strukturen fehlen der tierischen Zelle, und wogegen drückt der Turgor?
Tippe auf eine Beschriftung in der Abbildung, um ihre Erklärung zu lesen.