Zelltypen: Tierzelle und Pflanzenzelle

Alle Zellen, gleich welchen Typs, haben drei grundlegende Bestandteile gemeinsam. Nenne sie und erkläre, welche Aufgabe jeder erfüllt.

Erkläre den grundlegenden Unterschied zwischen einer Prokaryotenzelle und einer Eukaryotenzelle und nenne für jeden Zelltyp ein Beispiel für ein Lebewesen.

Erkläre, was der Zellkern ist, was er enthält und welche Zelltypen ihn besitzen.

Welche Aufgabe hat die Zellmembran? Erkläre, was passieren würde, wenn die Zelle sie verlöre, und vergleiche das damit, was es für dich bedeuten würde, deine Haut zu verlieren.

Wozu dienen die Mitochondrien? Überlege, in welchen Zellen deines Körpers sie vermutlich sehr zahlreich sind.

In der Zeichnung einer tierischen Eukaryotenzelle zeigt die Nummer 1 auf eine große, kugelförmige Struktur im mittleren Bereich, während die Nummer 2 auf ein ovales Zellorganell mit Einfaltungen oder Cristae im Inneren zeigt. Gib an, welche Nummer den Zellkern und welche ein Mitochondrium kennzeichnet, und erkläre die Funktion beider Strukturen.

Beim Betrachten einer Probe von Zellen deiner Wangenschleimhaut und einer Probe aus einer Zwiebel unter dem Mikroskop erkennt man Unterschiede. Nenne zwei Unterschiede in Form und Aufbau zwischen beiden und erkläre, zu welchem Typ von Eukaryotenzelle jede gehört.

Welches Zellorganell sorgt dafür, dass die grünen Teile der Pflanzen grün sind? Erkläre, welcher Vorgang darin abläuft und warum er für das Leben auf der Erde so wichtig ist.

Gib für eine Pflanzenzelle die Funktion der Zellwand, eines Chloroplasten und der zentralen Vakuole an und erkläre, warum diese drei Strukturen in einer tierischen Zelle nicht vorkommen.

Erstelle eine Vergleichstabelle von Tierzelle und Pflanzenzelle mit diesen Zeilen: Zellwand, Chloroplasten, Vakuolen und übliche Zellform.

Fertige zwei schematische Zeichnungen an, eine von einer Tierzelle und eine von einer Pflanzenzelle, mit mindestens vier Beschriftungen in jeder; erkläre danach in einem Satz den wichtigsten Unterschied zwischen beiden Zeichnungen.

Pflanzenzellen haben eine starre Wand, die tierische Zellen nicht haben. Erkläre, welchen Vorteil die Zellwand einer Pflanze bringt, die kein Skelett hat, und wie Tiere das Fehlen einer Zellwand ausgleichen.

Die zentrale Vakuole einer Pflanzenzelle kann den größten Teil ihres Inneren einnehmen. Erkläre, was sie enthält, welche Funktionen sie erfüllt (Wasser und Stoffe speichern, die Zelle prall halten) und was mit einer Pflanze geschieht, wenn ihre Vakuolen Wasser verlieren.

Wenn der Zellkern das „Direktionsbüro“ einer Fabrik wäre und das Zytoplasma die „Werkhalle“, erkläre, was an dieser Analogie zutrifft (Anweisungen, Informationen, Arbeit) und nenne eine wichtige Grenze.

Wo befindet sich das Erbmaterial (DNA) in einer Eukaryotenzelle und wo in einer Prokaryotenzelle? Welche Folgen hat dieser Unterschied für den inneren Aufbau der beiden Zelltypen?

Bakterien haben keine Mitochondrien und gewinnen trotzdem Energie aus der Nahrung. Überlege, wie es möglich ist, dass eine Zelle ohne von Membranen umgebene Zellorganellen dieselben Lebensfunktionen erfüllt wie eine Eukaryotenzelle, und sage, wo in ihrem Inneren diese Vorgänge deiner Meinung nach ablaufen.

Ein Bakterium ist etwa $2\ \mu\text{m}$ lang und eine Tierzelle hat einen Durchmesser von etwa $20\ \mu\text{m}$. Berechne, wie viele Bakterien in einer Reihe den Durchmesser einer Tierzelle ausfüllen würden. Nimm an, beide seien kugelförmig, und berechne außerdem die Oberfläche der Membran jeder Zelle mit der Formel $S = 4\pi r^2$; finde heraus, wievielmal größer die der Tierzelle ist. Nutze beide Ergebnisse, um zu begründen, warum Eukaryotenzellen sehr viel größer sein können und welches Problem ihnen die Größe beim Stoffaustausch mit der Umgebung bereitet.

Du betrachtest unter dem Lichtmikroskop einen Tropfen Wasser aus einer Pfütze. Das kreisförmige Sichtfeld, das du durch das Okular siehst, hat einen Durchmesser von $1\ \text{mm}$ ($1000\ \mu\text{m}$). Darin erkennst du eine einzellige Amöbe von etwa $200\ \mu\text{m}$ und mehrere stäbchenförmige Bakterien von etwa $2\ \mu\text{m}$.

1. a) Berechne, wie viele hintereinander aufgereihte Bakterien nötig wären, um das Sichtfeld des Mikroskops von einer Seite zur anderen zu durchqueren, und wie viele Amöben dafür nötig wären.
2. b) Das Auflösungsvermögen des menschlichen Auges (der kleinste Abstand zwischen zwei Punkten, um sie getrennt wahrzunehmen) beträgt etwa $0,1\ \text{mm}$ ($100\ \mu\text{m}$). Begründe mit Zahlenwerten, warum eine Person mit guten Augen die Amöbe mit bloßem Auge als winziges Pünktchen erahnen könnte, während man für das Sehen des Bakteriums unbedingt das Mikroskop braucht.
3. c) Wenn Amöbe und Bakterium beide einzellige Organismen sind, warum wäre es für ein typisches Prokaryoten-Bakterium sehr schwierig, bis zur Größe einer Amöbe von $200\ \mu\text{m}$ zu wachsen? Überlege, welches Problem ein Riesenbakterium ohne Zellorganellen und ohne inneres Transportsystem hätte, Nährstoffe auszutauschen und bis ins Zentrum zu verteilen.