Zellbiologie: Eine Einführung in die Zellprozesse

Photosynthese

Die Photosynthese wandelt anorganische Stoffe in organische um, die nicht nur für Pflanzen, sondern für alle Lebewesen essentiell sind. Heterotrophe Organismen ernähren sich von organischer Materie, die von autotrophen Organismen produziert wird. Die Photosynthese nutzt Lichtenergie, um chemische Reaktionen anzutreiben und Sauerstoff freizusetzen, der für die Atmung benötigt wird. Zusätzlich bildet sich aus Sauerstoff Ozon, das die UV-Strahlung absorbiert.

Zellatmung

Die Zellatmung besteht aus der Oxidation und dem Abbau organischer Stoffe, wobei Energie in Form von ATP gespeichert wird. Glukose kann unter anaeroben Bedingungen (Fermentation) oder aeroben Bedingungen abgebaut werden. Die Fermentation benötigt keinen Sauerstoff und produziert 2 ATP-Moleküle pro Glukosemolekül, während die aerobe Atmung 38 ATP-Moleküle produziert.

Phasen der aeroben Atmung:

• Anaerobe Phase (Glykolyse): Findet im Zytoplasma statt und benötigt keinen Sauerstoff. Glukose (6 Kohlenstoffatome) wird in zwei Moleküle Brenztraubensäure (je 3 Kohlenstoffatome) umgewandelt.
• Aerobe Phase: Findet in den Mitochondrien statt und benötigt Sauerstoff. Es wird CO2 freigesetzt und Wasserstoffatome werden in Protonen und Elektronen aufgespalten. Die Energie wird in Form von ATP gespeichert. Am Ende verbinden sich die Protonen und Elektronen mit Sauerstoff und bilden Wasser.

Zellbestandteile

• Plasmamembran: Besteht aus einer Lipiddoppelschicht mit eingebetteten Proteinen. Sie isoliert die Zelle von ihrer Umgebung und reguliert den Stofftransport.
• Zellwand: Eine starre Hülle aus Zellulose, die die Plasmamembran in Pflanzenzellen umgibt. Sie bietet mechanischen Schutz und Unterstützung.
• Zytoplasma: Eine viskose Flüssigkeit, in der sich die Zellorganellen befinden und Stoffwechselreaktionen stattfinden.
• Endoplasmatisches Retikulum: Transportiert verschiedene Substanzen.
• Golgi-Apparat: Verantwortlich für Sekretion und Verdauung komplexer organischer Stoffe.
• Mitochondrien: Ort der Zellatmung.
• Plastiden: Ort der Photosynthese.
• Vakuolen: Speichern Stoffe.
• Ribosomen: Verantwortlich für die Proteinsynthese.
• Zentrosomen: Organisieren das Zytoskelett, bilden Zilien und Flagellen und spielen eine Rolle bei der Zellteilung.
• Zellkern: Steuert alle Zellaktivitäten.