Grundlagen der Biologie: Zelltheorie, Fortpflanzung & Zellbestandteile

Grundlagen der Biologie: Bewegung, Fortpflanzung & Zellen

Bewegung bei Pflanzen und Tieren

Pflanzliche Bewegungen

• Nastische Bewegungen (Nastien)

  Bewegungen von Blättern und Wurzeln, die nicht von der Reizrichtung abhängen.

• Tropische Bewegungen (Tropismen)

  Bewegungen, die in Stängeln und Wurzeln auftreten und von der Reizrichtung abhängen.

Tierische Bewegungen

1. Bewegungsarten

   Freiwillige Bewegungen: (z. B. Wandern, Schwimmen).
   Unwillkürliche Bewegungen: (z. B. Atmen, Verdauung).

2. Stoffproduktion: Rolle der Drüsen

   Die Produktion von Stoffen durch Drüsen.

Nervensystem und Reizverarbeitung

Das Nervensystem verarbeitet innere oder äußere Reize, die von Rezeptoren aufgenommen werden, und steuert die Funktion der Muskeln und Drüsen.

Fortpflanzung in der Biologie

Asexuelle Fortpflanzung (Ungeschlechtlich)

Bei der asexuellen Fortpflanzung sind keine Keimzellen beider Geschlechter beteiligt. Sie erfolgt durch Zellteilung.

Arten der asexuellen Fortpflanzung

1. 1. Zellteilung (Erdibitzea)

   Der Zellkern verdoppelt sich, und die Zelle teilt sich.

2. 2. Knospung (Gemazioa)

   Ein kleiner Auswuchs (Knospe) bildet sich an der Mutterzelle, der sich dann ablöst und zu einem neuen Organismus heranwächst.

3. 3. Sporenbildung (Espolurazioa)

   Der Zellkern der Mutterzelle teilt sich mehrfach, und es entstehen Sporen, die sich entwickeln.

Sexuelle Fortpflanzung (Geschlechtlich)

Bei der sexuellen Fortpflanzung verschmelzen Keimzellen (Gameten). Sie ist in drei Phasen unterteilt:

1. 1. Gametenbildung

   Die Bildung der Keimzellen (Spermien und Eizellen).

2. 2. Gametenvereinigung (Befruchtung)

   Die Verschmelzung der Keimzellen.

3. 3. Embryonalentwicklung

   Die Entwicklung des Embryos aus der befruchteten Zelle.

Die Zelltheorie und Zelltypen

Entwicklung der Zelltheorie

Die deutschen Wissenschaftler Schleiden und Schwann veröffentlichten im 19. Jahrhundert die Zelltheorie, die besagt:

• Alle Lebewesen bestehen aus Zellen.
• Die Funktionen von Lebewesen basieren auf den Funktionen ihrer Zellen.
• Jede Zelle entsteht aus einer bereits existierenden Zelle.

Merkmale pflanzlicher und tierischer Zellen

Pflanzliche und tierische Zellen sind eukaryotische Zellen mit spezifischen Merkmalen:

• Pflanzliche Zellen: Besitzen eine Zellmembran, die von einer Zellwand umgeben ist, sowie große Vakuolen und Chloroplasten.
• Tierische Zellen: Haben eine flexible Zellmembran, aber keine Zellwand. Sie besitzen keine Chloroplasten und nur kleine Vakuolen oder gar keine.

Zellorganellen und ihre Funktionen

Die wichtigsten Zellorganellen sind:

• Zellmembran

  Besteht aus Lipiden und Proteinen. Sie schützt die Zelle und reguliert den Stoffaustausch mit der Umgebung.

• Zytoplasma

  Besteht aus Hyloplasma (Zytosol). Hier finden viele chemische Reaktionen statt.

• Ribosomen

  Linsenförmige Strukturen, die Proteine produzieren.

• Endoplasmatisches Retikulum

  Ein Netzwerk von Membranen, das Proteine, die von Ribosomen generiert wurden, speichert und verteilt.

• Lysosomen

  Verantwortlich für die Verdauung von Zellbestandteilen und den Abbau von Abfallstoffen. Sie transportieren Stoffe zu den Vakuolen.

• Golgi-Apparat

  Beteiligt an der Modifikation, Sortierung und Verpackung von Proteinen und Lipiden sowie an der Produktion von Kohlenhydraten.

• Mitochondrien

  Bohnenförmige Organellen, die für die Zellatmung und damit für die Energieversorgung der Zelle verantwortlich sind.

• Chloroplasten

  Nur in Pflanzenzellen vorhanden. Sie sind für die Photosynthese verantwortlich.

• Zilien und Flagellen

  Einige Zellen nutzen diese fadenförmigen Strukturen zur Fortbewegung.

• Zellkern

  Die Steuerzentrale der Zelle, in der sich die genetische Information (DNA) befindet.

Zelltypen: Prokaryoten und Eukaryoten

• Prokaryotische Zellen

  Primitive Zellen. Sie besitzen eine Zellmembran und Zytoplasma, aber keinen klar definierten Zellkern.

• Eukaryotische Zellen

  Gut entwickelte Zellen mit einem klar definierten Zellkern und weiteren membranumschlossenen Organellen.

Chemische Zusammensetzung von Zellen

Anorganische Bestandteile

• Wasser

  Ein wesentlicher Bestandteil der lebenden Substanz in der Zelle.

• Mineralien

  Beteiligt an lebenswichtigen chemischen Prozessen.

Organische Bestandteile

• Proteine

  Bilden Antikörper, die uns vor Viren schützen, und erfüllen viele weitere strukturelle und funktionelle Aufgaben.

• Kohlenhydrate

  Dienen als schnelle Energiequelle für Zellen und sind Bestandteil von Zellstrukturen.

• Lipide

  Dienen als Energiespeicher, Bausteine von Zellmembranen und als Isolatoren.

• Vitamine

  Notwendig für das reibungslose Funktionieren von Lebewesen, oft als Coenzyme.

• Nukleinsäuren

  Steuern die Entwicklung und Funktion von Zellen. Sie speichern und übertragen genetische Informationen. Es gibt zwei Haupttypen: DNA und RNA.