Kapitel
In diesem Artikel erfährst du, welche Zellfunktionen unter dem Lichtmikroskop erkennbar sind. Zusätzlich dazu werden wir uns mit den unterschiedlichen speziellen Zellarten befassen, die in Pflanzen und Tieren vorkommen.
Strukturen in Tier- und Pflanzenzellen
Alle Organismen bestehen aus Zellen, die auf die Ausübung bestimmter Aufgaben spezialisiert und dafür ausgelegt sind. Um Zellen und ihren Aufbau genauer zu untersuchen, brauchen wir ein Licht- oder Elektronenmikroskop. Unter dem Lichtmikroskop lässt sich erkennen, dass viele Bestandteile gleichermaßen in tierischen und pflanzlichen Zellen vorkommen. Die Strukturen und Zellorganellen, die sowohl in Pflanzen- als auch in Tierzellen auftauchen und dieselben Funktionen ausüben, sind folgende:
Zytoplasma
Dabei handelt es sich um eine gelatineartige Substanz, die viele Nährstoffe, Salze sowie als Organellen bekannte Strukturen in sich trägt. Das Zytoplasma ist die Struktur, in der chemische Reaktionen vor sich gehen.
Nukleus
Der Nukleus (Zellkern) kontrolliert alle Aktivitäten in der Zelle und er enthält das Erbgut darunter auch die DNA.
Zellmembran
Die Membran der Zelle kontrolliert die Bewegung von Materialien in und aus der Zelle.
Ribosomen
Das sind sehr kleine Zellorganellen in der Tier- und Pflanzenzellen, in denen die Synthese von Proteinen erfolgt.
Weitere Strukturen in der Pflanzenzelle
Pflanzenzellen haben weitere Bestandteile, mit denen wir uns in folgendem Abschnitt auseinandersetzen werden. Diese Zellorganellen kommen nur in Pflanzenzellen und nicht in Tierzellen vor.
Chloroplasten
Chloroplasten sind die Zellorganellen, die das grüne Pigment Chlorophyll in sich tragen, das Lichtenergie verwendet, um den Prozess der Photosynthese auszuführen. Photosynthese wird durch die Präsenz bestimmter Enzyme in diesen Strukturen möglich gemacht.
Zellwand
Diese Struktur besteht aus Zellulosefasern und stärkt die Pflanzenzelle und unterstützt die Pflanze.
Permanente Vakuole
Sie ist mit Zellsaft gefüllt und sorgt für den Turgor, den Zellinnendruck, in der Zelle.
Vakuolen können auch in Tierzellen vorkommen, im Gegensatz zu Vakuolen in Pflanzenzellen sind sie kleiner und treten nur zeitweilig auf. In Tierzellen ist die Funktion von Vakuolen, Stoffe zu transportieren oder zu speichern.
Im nächsten Abschnitt des Artikels besprechen wir spezialisierte tierische und pflanzliche Zellen.
Spezialisierte Tierzellen
In Tier- und Pflanzenzellen kommen unterschiedliche Zelltypen vor, die zusammenarbeiten. Die Zellen, die sich anpassen, um spezifische Aufgaben zu erfüllen, werden spezialisierte Zellen genannt. Die Unterschiede zwischen den spezialisierte Zellen werden von dem genetischen Material im Zellkern bestimmt. Die Zellen spezialisieren sich durch den Prozess der Differenzierung. Differenzierung ist der Prozess, der es diesen Zellen ermöglicht, die notwendigen Strukturen und Eigenschaften zu entwickeln, um spezielle Funktionen zu erfüllen. Einige der spezialisierten Tierzellen erläutern wir im Folgenden:
Rote Blutzellen
Diese Zellen transportieren Sauerstoff durch den gesamten Körper. Sie transportieren de facto Sauerstoff von der Lunge zum Körpergewebe, um die aerobe Atmung zu ermöglichen. Sie erfüllen diese Funktion aufgrund der folgenden Eigenschaften:
- Sie verfügen über Hämoglobin, das die Sauerstoffmoleküle trägt.
- Sie enthalten einen Nukleus, der es ihnen erlaubt, mehr Sauerstoff zu transportieren.
- Sie sind bikonkav, das heißt sie haben die Form einer flachen Scheibe mit Eindellungen auf beiden Seiten, wodurch sie eine große Oberfläche haben und möglichst viel Sauerstoff aufnehmen können.
Ziliierte Zellen
Diese Zellen haben eine dünne Schicht bewegter „Haare“, die als Zilien bekannt sind. Ihre Funktion ist es, Schleim von A nach B zu bewegen. Die Zilien sind in den Atemwegen präsent und transportieren dort Staub und Mikroben, die in dem Schleim gebunden sind, aus der Lunge.
Nervenzellen
Nervenzellen sind angepasst, um elektrische Signale zu transportieren. Sie sind für diese Funktion geeignet, da sie folgende Merkmale besitzen:
- Sie sind dünn und können bis einen Meter lang werden. Das bedeutet, dass sie Botschaften im gesamten Körper über große Distanzen transportieren können.
- Diese Zellen enthalten verzweigte Verbindungen an jedem Ende, über die sie mit anderen Nervenzellen verbunden sind, um die Botschaften durch den Körper zu übermitteln.
- Eine fettige Schicht (Myelin) umgibt diese Zellen. Diese fettige Schicht beschleunigt die Geschwindigkeit, mit der diese Botschaften transportiert werden können.
Spermazellen
Diese Zellen sind angepasst, um den Prozess der Reproduktion auszuführen. Sie bestehen aus den folgenden Bestandteilen:
- Kopf: Er enthält das Erbgut im haploiden Nukleus. Ein haploider Nukleus enthält die Hälfte der normalen Anzahl an Chromosomen.
- Akrosom: Verdauungsenzyme sind im Akrosom im Kopf des Spermiums vorhanden.
- Mittelteil: Dieser Teil enthält Mitochondrien, um Energie freizusetzen, die zur Fortbewegung und zur Befruchtung der Eizelle notwendig ist.
- Schwanz: Der Schwanz hilft der Zelle zu schwimmen.
Eizellen
Diese Zellen sind ebenso zur Fortpflanzung notwendig. Sie besitzen die folgenden Merkmale:
- Zytoplasma: Diese Zellen haben reichlich Zytoplasma, das Nährstoffe enthält, die der frühen Entwicklung des Embryos dienen.
- Haploider Nukleus: Er enthält das Erbgut zur Befruchtung.
- Zellmembran: Diese Zellen haben eine Zellmembran, die sich nach erfolgreicher Befruchtung durch eine Spermazelle verändert, damit keine weiteren Spermazellen eindringen können.
Spezialisierte Pflanzenzelle
In diesem Abschnitt befassen wir uns mit den Funktionen und Bestandteilen pflanzlicher Zellen.
Haarwurzelzellen
Diese Zellen nehmen Wasser und Nährstoffe aus der Erde auf. Sie bestehen aus den folgenden Bestandteilen, um ihre primäre Funktion, d. h. die Aufnahme dieser Stoffe, zu erfüllen:
- Haarwurzel: vergrößert die Oberfläche der Zelle, um die maximale Absorption von Stoffen zu ermöglichen
- Wände: Sie sind dünn, damit Wasser sie schnell durchdringen kann.
Palisaden-Mesophyllzellen
Diese Zellen sind darauf angepasst, den Photosyntheseprozess auszuführen. Photosynthese ist der Prozess, über den Pflanzen ihre Nahrung herstellen. Sie besitzen folgende Eigenschaften, wodurch sie in der Lage sind, die Photosynthese auszuführen:
- Säulenartige Form: Ihre säulenartige Struktur unterstützt die größtmögliche Aufnahme von Sonnenlicht. Darüber hinaus hilft sie, so viele Zellen wie möglich in der oberen Epidermis des Blattes halten zu können.
- Mehrere Chloroplasten: Sie enthalten Chloroplasten, für eine effektive Photosynthese.
Xylemzellen
Diese Zellen helfen, Wasser durch die Pflanze zu transportieren und unterstützen die Pflanzenform. Zu ihren speziellen Eigenschaften gehören:
- Es gibt keine durchgehenden Wände zwischen den Xylemgefäßen, um zu ermöglichen, dass eine kontinuierliche Wassersäule durch sie läuft.
- Die Wände dieser Zellen verdicken sich mit einer Substanz namens Lignin, die Zellen hilft, der Pflanze Struktur zu geben.
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