1.1 Einführung zum Thema Zellen

Paramecium 50 micrometer Figure: E5-2 part a Title: A comparison of microscope images part a Light microscope Caption: (a) A living Paramecium (a single-celled freshwater protist) viewed through a light microscope. 50 micrometer

0.5 micrometers Figure: E5-2 part b Title: A comparison of microscope images part b Transmission electron microscope Caption: (b) A false-color TEM photo of a Paramecium. 0.5 micrometers

10 micrometers Figure: E5-2 part c Title: A comparison of microscope images part c Scanning electron microscope Caption: (c) An SEM photo of a section of Paramecium showing sections of mitochondria and of the cilia that cover this protist. 10 micrometers

5 micrometers Figure: E5-2 part d Title: A comparison of microscope images part d Scanning electron microscope Caption: (d) An SEM photo at much higher magnification, showing mitochondria (many of which are sliced open) within the cytoplasm. 5 micrometers

Figure :5-16 part b Title: The cytoskeleton part b Caption: (b) This cell from the lining of a cow artery has been treated with fluorescent stains to reveal microtubules and microfilaments, as well as the nucleus.

Zellentheorie Alle lebenden Organismen bestehen aus Zellen. Organismen, die aus einer einzigen Zellen bestehen, führen alle Lebensfunktionen dieser Zelle aus. Ernährung Stoffwechsel Wachstum Reaktion Exkretion Homöostase Reproduktion

Einzeller Paramecium Figure: E5-2 part a Title: A comparison of microscope images part a Light microscope Caption: (a) A living Paramecium (a single-celled freshwater protist) viewed through a light microscope.

Einzeller Chlorella

Ausnahmen von der Zellentheorie Muskelzellen Riesenalgen Nicht septierte Pilzfäden

Skelettmuskel Muskelfaser (Muskelzelle) mit vielen Zellkernen Figure: 35-1 Title: Skeletal muscle structure Caption: A muscle is surrounded by connective tissue and attached to bones by tendons. It contains from a few to 1000 muscle cells called muscle fibers, often packaged into bundles within the muscle. Each fiber is packed with cylindrical subunits called myofibrils, which contain thick and thin filaments of protein.

Pilzfäden Figure: 20-1 Title: The filamentous body of a fungus Caption: (a) A fungal mycelium spreads over decaying vegetation. The mycelium is composed of (b) a tangle of microscopic hyphae, only one cell thick, portrayed in cross section (c) to show their internal organization. Question Which features of a fungus's body structure are adaptations related to its method of acquiring nutrients?

Größe von Zellen

Figure :5-1 Title: Relative sizes Caption: Durchmesser 100 m Große Bäume 10 m Menschen 1 m Sichtbar mit bloßem Auge 10 cm Hühnerei 1 cm 1 mm Froschembryo 100 µm Sichtbar mit Lichtmikroskop Eukaryotische Zelle 10 µm Mitochondrium 1 µm Bakterien Figure :5-1 Title: Relative sizes Caption: Dimensions commonly encountered in biology range from about 100 meters (the height of the tallest redwoods) through a few micrometers (the diameter of most cells) to a few nanometers (the diameter of many large molecules). Note that in the metric system (used almost exclusively in science and in many regions of the world), separate names are given to dimensions that differ by factors of 10, 100, and 1000. Sichtbar mit konventionellem Elektronenmikroskop 100 nm Viren 10 nm Proteine Sichtbar mit speziellem Elektronenmikroskop 1 nm DNA Atome 0.1 nm Maßeinheiten: 1 centimeter (cm) = 1/100 m 1 micrometer (µm) = 1/1,000,000 m 1 nanometer (nm) = 1/1,000,000,000 m 1 millimeter (mm) = 1/1000 m

Warum sind Zellen so klein und kugelförmig?

r r Distanz zum Zentrum (r) 1.0 3.0 Oberfläche (4pr2) 12.6 113.1 Figure: 5-UN1 Title: Cell surface area to volume ratios Volumen (4/3 pr3) 4.2 113.1 Oberfläche/Volumen 3.0 1.0

Berechnen Sie die Oberfläche, das Volumen und das Verhältnis Oberfläche/Volumen

Wenn man den großen Würfel mit vielen kleinen Würfeln füllt, haben alle kleinen Würfel gemeinsam das gleiche Volumen aber eine viel größere Oberfläche als der große Würfel. Der große und der kleine Würfel unterscheiden sich durch Volumen und Oberfläche. Der kleine Würfel hat ein kleineres Volumen und eine kleinere Oberfläche.

Je größer das Volumen ist, umso größer ist die Stoffwechselrate.

Warum sind Zellen so klein und kugelförmig? Zellen sind so klein und kugelförmig, weil kleine Objekte ein größeres Verhältnis von Oberfläche zu Volumen haben. Wäre das Volumen zu groß, könnten produzierte Stoffe und Wärme nicht genügend nach außen abgegeben werden und die Zelle würde sterben.

Zellentheorie Mehrzellige Organismen besitzen Eigenschaften, die aus der Wechselwirkung ihrer Zellkomponenten hervorgehen.

Zellentheorie Zellen können sich zu vielen verschiedenen spezielisierten Zellen differenzieren. Nervenzellen Muskelzellen Leberzellen …

Zellentheorie Bei der Differenzierung werden einige Gene exprimiert, andere nicht.

Alle Zellen besitzen die gleichen Chromosomen! Hier ist ein solches Chromosom zu sehen. Auf jedem Chromosom finden wir viele Gene. Nicht alle Gene werden für die spezifische Zelle benötigt! Die Gene sind verantwortlich für die Bildung spezifischer Zellen. Die Gene sind verantwortlich für die Bildung spezifischer Zellen.

Alle Zellen besitzen die gleichen Chromosomen! Hier ist ein solches Chromosom zu sehen. Auf jedem Chromosom finden wir viele Gene. Die Gene sind verantwortlich für die Bildung spezifischer Zellen. Nicht alle Gene werden für die spezifische Zelle benötigt! Die Gene sind verantwortlich für die Bildung spezifischer Zellen.

Zellentheorie Die Fähigkeit von Stammzellen zur Teilung und Differenzierung über verschiedene Stoffwechselwege ist bei der Embryonalentwicklung erforderlich. Außerdem sind die Stammzellen durch diese Fähigkeit für therapeutische Zwecke geeignet.

Berechnung der Vergrößerung Vergrößerung = gemessene Größe ÷ reale Größe