Zellbiologie: Ernährung, Stoffwechsel und Fortpflanzung

Ernährung

Die Ernährung umfasst die Prozesse des Materie- und Energieaustauschs eines Lebewesens mit seiner Umwelt, um seine interne Organisation aufrechtzuerhalten und Lebensfunktionen zu erfüllen.

Zelluläre Nahrungsaufnahme und Verdauung

• Intrazelluläre Verdauung

  Die Zelle nimmt Nahrungspartikel auf, die im Zytoplasma in einem Vesikel (Phagosom) eingeschlossen werden. Dieses Vesikel verschmilzt mit einem Lysosom, das Verdauungsenzyme enthält. Dadurch entsteht eine Verdauungsvakuole, in der die Nahrung verdaut wird. Die Nährstoffe gelangen durch die Membran der Vakuole ins Zytoplasma. Abfallstoffe werden ausgeschieden.

• Extrazelluläre Verdauung

  Lysosomen verschmelzen mit der Plasmamembran und geben Enzyme nach außen ab. Diese Enzyme zersetzen große Nahrungsmoleküle außerhalb der Zelle in kleinere Fragmente (Nährstoffe), die dann durch die Plasmamembran ins Zytoplasma aufgenommen werden können.

Endozytose: Stoffaufnahme

Bei der Endozytose wird Material in die Zelle aufgenommen, indem sich die Zellmembran nach innen stülpt (Invagination). Es entsteht ein Vesikel, das die Substanz umschließt. Das Vesikel löst sich von der Membran ab und gelangt ins Zytoplasma. Dabei verkleinert sich die Zellmembran vorübergehend.

Formen der Endozytose

• Phagozytose: Aufnahme großer, fester Partikel.
• Pinozytose: Aufnahme von Flüssigkeiten mit gelösten Molekülen.

Osmose

Osmose ist die Diffusion von Lösungsmitteln (z. B. Wasser) durch eine semipermeable Membran zwischen zwei Lösungen unterschiedlicher Konzentration, typischerweise vom Ort der niedrigeren zum Ort der höheren Konzentration gelöster Stoffe.

Anabolismus

Der Anabolismus bezeichnet die Gesamtheit der Stoffwechselprozesse, die zum Aufbau komplexer Moleküle aus einfacheren Bausteinen führen und Energie benötigen (aufbauender Stoffwechsel).

Reizbarkeit

Reizbarkeit (auch Sensibilität oder Irritabilität) ist die Fähigkeit eines Organismus, Veränderungen (Reize) in der Umwelt wahrzunehmen und angemessen darauf zu reagieren.

Fortpflanzung

Die Fortpflanzung ist der biologische Prozess, der es Lebewesen ermöglicht, Nachkommen mit gleichen oder ähnlichen Merkmalen hervorzubringen und so den Fortbestand der Art zu sichern.

Meiose: Keimzellbildung

Die Meiose ist ein Prozess der Kernteilung, der aus zwei aufeinanderfolgenden Zellteilungen besteht (Meiose I und Meiose II), ohne dass zwischen ihnen eine DNA-Replikation stattfindet. Sie führt zur Bildung von haploiden Keimzellen (Gameten) aus diploiden Zellen.

Phasen der Meiose

Jede der beiden Teilungen (Meiose I und Meiose II) umfasst typischerweise die Phasen:

• Prophase
• Metaphase
• Anaphase
• Telophase