Wie tauschen Pflanzenzellen untereinander Stoffe aus?

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Pflanzenzelle – Aufbau und Struktur

lernst du in der 7. Klasse - 8. Klasse

Grundlagen zum Thema Pflanzenzelle – Aufbau und Struktur

Inhalt

• Was ist eine Pflanzenzelle?
• Beschriftete Pflanzenzelle
• Pflanzenzelle – Aufbau
• Pflanzenzelle – sichtbar im Mikroskop
• Häufig gestellte Fragen zum Thema Pflanzenzelle – Aufbau und Struktur

Was ist eine Pflanzenzelle?

Zellen sind die Grundbausteine aller Lebewesen. Pflanzliche und tierische Zellen weisen im Bau Gemeinsamkeiten auf: Dazu gehören die Zellmembran, das Zellplasma (Zytoplasma oder Cytoplasma) und der Zellkern. Pflanzenzellen enthalten zusätzlich eine Zellwand, Chloroplasten sowie eine Zellsaftvakuole (Zellsaftraum).

Beschriftete Pflanzenzelle

Solltest du eine Pflanzenzelle beschriften müssen, hilft dir dieses Bild dabei:

Pflanzenzelle – Aufbau

• Zellwand: Die Zellwand verleiht den Pflanzenzellen ihre starre und feste Form. Sie besteht hauptsächlich aus Zellulose, einem langkettigen Zucker (auch: Polysaccharid). Die Zellmembran (auch: Plasmamembran oder Plasmalemma) liegt von innen eng an der Zellwand. Sie grenzt die Zellwand vom Inneren der Zelle ab.
• Das Zytoplasma (auch: Cytoplasma) füllt als gallertartige, körnige Masse das Innere der Zelle aus. Es enthält Mineralsalze, Zucker und Farbstoffe. Die Zellsaftvakuole nimmt am meisten Platz in der Zelle ein. Der sogenannte Zellsaftraum ist durch eine Membran vom Zytoplasma abgetrennt. Darin sind Wasser und Nährstoffe enthalten.
• Als Tonoplast wird die semipermeable Membran bezeichnet, die die Zellsaftvakuole der Pflanzenzelle vom Zytoplasma abtrennt. Er ist durchlässig für bestimmte Stoffe, die in der Vakuole gelagert werden.
• Das endoplasmatische Retikulum (ER) ist ein System feinster Membrankanäle, die das Zytoplasma durchziehen und als Transportsystem fungieren.
• Ribosomen sind die Orte der Eiweißsynthese (Proteinbiosynthese). Außerdem sind Ribosomen am Bau neuer Zellen beteiligt.
• Dictyosomen sind von Membranen umhüllte Hohlräume, die in ihrer Gesamtheit als Golgi-Apparat bezeichnet werden. Durch den Golgi-Apparat werden Eiweiße (Proteine) fertiggestellt, umgeformt und in Vesikel verpackt zu ihrem Bestimmungsort transportiert. In den Mitochondrien findet der Abbau energiereicher Kohlenstoffverbindungen statt. Dieser Abbau von Körpersubstanz zur Energiegewinnung wird als Dissimilation bezeichnet. Mitochondrien sind von einer Doppelmembran umschlossen.
• Der Zellkern ist das größte Zellorganell und im Lichtmikroskop gut erkennbar. Er wird von einer Doppelmembran umschlossen. Er enthält die Erbinformationen, also die Desoxyribonukleinsäure (DNA), und steuert somit die Lebensprozesse der Zellen.
• Peroxisomen (auch: Microbodies) entgiften die Zellen, indem sie reaktive Sauerstoffverbindungen umwandeln. Außerdem wirken sie bei der Verstoffwechselung von anderen zellulären Abfall- und Zwischenprodukten mit.
• Das Zytoskelett bezeichnet eine Struktur aus Proteinfäden. Es zieht sich durch die gesamte Zelle und sorgt für die Struktur und die Stabilität. Zudem ermöglicht das Zytoskelett die Bewegung von Organellen in der Zelle. Unter anderem ist es beteiligt an der Bildung des Spindelapparats.
• Pflanzliche Zellen enthalten zudem Plastiden wie die Leukoplasten, Chromoplasten und Chloroplasten. Plastiden besitzen eine Doppelmembran.
  Leukoplasten dienen der Speicherung von Stärke.
  Chromoplasten bilden Farbstoffe.
  Chloroplasten enthalten fotoaktive Farbstoffe wie Chlorophyll und Carotinoide.
  Chloroplasten sind die Orte der Fotosynthese (auch: Photosynthese), wobei aus Kohlenstoffdioxid ($CO_{2}$) und Wasser ($H_{2}O$) mithilfe von Sonnenlicht der Zucker Glukose (auch: Glucose; Traubenzucker) entsteht. Glukose ist der Hauptenergielieferant von Lebewesen und dient auch als Vorläufer für den Bau vieler anderer Biomoleküle. Diese Umwandlung von körperfremden in körpereigene Stoffe wird als Assimilation bezeichnet.

Pflanzenzelle – sichtbar im Mikroskop

Pflanzenzellen können im Biologieunterricht durch ein Mikroskop betrachtet werden. Besonders gut geht das durch die Präparation eines Zwiebelhäutchens. Dafür wird eine Zwiebel durchgeschnitten und eine dünne Zwiebelschuppe abgetrennt. Mit einer Rasierklinge wird in das innere Häutchen vorsichtig ein Gittermuster geschnitten, wovon ein kleines Stück zusammen mit einem Tropfen Wasser auf einen Objektträger gegeben wird. Zum Schluss muss vorsichtig ein Deckgläschen aufgebracht werden, sodass kein Luftbläschen zwischen Deckgläschen und Objektträger gelangt. Nun lassen sich die einzelnen Zellstrukturen durch das Mikroskop beobachten.

Häufig gestellte Fragen zum Thema Pflanzenzelle – Aufbau und Struktur

Transkript Pflanzenzelle – Aufbau und Struktur

Hast du eine Idee, was DAS sein könnte? Das ist ein mikroskopisches Bild einer Zwiebelhaut. Du siehst, dass sie aus kleinen abgeschlossenen Räumen besteht: den ZELLEN. Bakterien, Pflanzen, Pilze, Tiere, du und ich. ALLE Lebewesen bestehen aus mikroskopisch kleinen Zellen. Sie sind die Bausteine des Lebens. Jedoch gibt es Unterschiede im Aufbau der Zellen. In diesem Video schauen wir uns den Aufbau von Pflanzenzellen an. Betrachten wir diese Wasserpflanze, eine Grundnessel. Mit bloßem Auge können wir die einzelnen Zellen nicht sehen, denn sie sind viel zu klein. Wir vergrößern sie mit Hilfe eines Mikroskops. Die ÄUßERE Begrenzung jeder Pflanzenzelle bilden Zellwand und Zellmembran. Die ZELLWAND umgibt die Zelle. Sie verleiht ihr Stabilität und schützt das Innere. Sie ist hauptsächlich aus CELLULOSE aufgebaut, einem langkettigen Zucker. Aussparungen in der Zellwand ermöglichen es der Zelle, mit ihren Nachbarzellen in Kontakt zu bleiben und Stoffe auszutauschen. Diese Aussparungen nennt man TÜPFEL. Direkt an der Zellwand anliegend befindet sich die ZELLMEMBRAN. Die bei Pflanzenzellen auch häufig als PLASMALEMMA bezeichnet wird. Sie umgrenzt das flüssige ZELLPLASMA, auch CYTOPLASMA genannt. Zellplasma besteht überwiegend aus Wasser und füllt das Innere der Zelle aus. Im Zellplasma liegen die ZELLORGANELLEN. Dazu gehören in einer Pflanzenzelle unter anderem der Zellkern, die Chloroplasten, die Mitochondrien und die Zellsaftvakuole. Zellorganellen sind Bereiche, die durch MEMBRANEN vom Zellplasma abgegrenzt sind und besondere Funktionen besitzen. Sie bilden eigene abgeschlossene Reaktionsräume. Diese Unterteilung in verschiedene Reaktionsräume nennt man KOMPARTIMENTIERUNG. Dank ihr können verschiedene chemische Reaktionen in der Zelle GLEICHZEITIG ablaufen. Die ZELLSAFTVAKUOLE nimmt bei ausgereiften Pflanzenzellen meist den GRÖßTEN Platz innerhalb der Zelle ein. Sie ist mit einer Flüssigkeit gefüllt, die hauptsächlich aus Wasser besteht und als ZELLSAFT bezeichnet wird. Der DRUCK des Zellsafts auf die Zellwand sorgt dafür, dass die Zelle prall bleibt. In der Zellsaftvakuole werden zudem verschiedene Stoffe, wie Farbstoffe oder Giftstoffe, gespeichert. Die Giftstoffe dienen der Pflanze als Schutz gegen Fressfeinde. Der ZELLKERN enthält die GESAMTE Erbinformation. Er STEUERT sämtliche Vorgänge innerhalb der Zelle. DIESE Zellorganellen heißen CHLOROPLASTEN. Sie kommen NUR in pflanzlichen Zellen vor. Durch ihre GRÜNE Farbe konntest du sie sogar im mikroskopischen Bild gut erkennen. Die Farbe wird ihnen von einem Farbstoff namens CHLOROPHYLL verliehen. Chloroplasten sind die Orte der FOTOSYNTHESE. Dies ist eine Stoffwechselreaktion, bei der mit Hilfe der Sonnenenergie der energiereiche Zucker Glucose entsteht. Glucose wird auch als Traubenzucker bezeichnet. In den MITOCHONDRIEN wird die Glucose umgewandelt, wodurch Energie gewonnen wird. Diese Stoffwechselreaktion nennt man ZELLATMUNG. Da die Mitochondrien der Zelle wertvolle Energie liefern, werden sie auch als die KRAFTWERKE der Zelle bezeichnet. Pflanzenzellen unterscheiden sich je nach Funktion in Form und Ausstattung. Während beispielsweise die Zellen von Laubblättern besonders viele Chloroplasten enthalten, um mit Hilfe der Energie des Sonnenlichts Fotosynthese betreiben zu können, befinden sich in den Wurzelzellen nur sehr wenige bis gar keine Chloroplasten. Fassen wir zusammen: Die ÄUßERE Begrenzung jeder Pflanzenzelle bilden ZELLWAND und ZELLMEMBRAN. Durch TÜPFEL in der Zellwand sind die Zellen miteinander verbunden. Das ZELLPLASMA ist die GRUNDSUBSTANZ der Zelle. Im Zellplasma liegen die ZELLORGANELLEN. Dazu gehören in einer Pflanzenzelle unter anderem die ZELLSAFTVAKUOLE, die einen Zellinnendruck erzeugt und so dafür sorgt, dass die Pflanzenzelle stabil und prall bleibt, der ZELLKERN, der die gesamte Erbinformation enthält und alle Vorgänge in der Zelle steuert, die CHLOROPLASTEN, die Orte der Fotosynthese, die in allen grünen Pflanzenteilen vorkommen und die MITOCHONDRIEN, die Kraftwerke der Zelle, die für die Bereitstellung der Energie zuständig sind. Zellen sie sind die kleinste lebende Einheit. Sie sind unterschiedlich, doch der Grundbauplan ist gleich. Und ALLE Pflanzen bestehen aus diesen kleinen Bausteinen – den Pflanzenzellen.

Pflanzenzelle – Aufbau und Struktur Übung

Du möchtest dein gelerntes Wissen anwenden? Mit den Aufgaben zum Video Pflanzenzelle – Aufbau und Struktur kannst du es wiederholen und üben.

• Gib an, was aus Zellen besteht.

  Tipps

  Zwei Antworten sind falsch.

  Zellen sind die kleinsten Einheiten von Lebewesen. Überlege, welche der Auswahlmöglichkeiten Lebewesen sind und welche nicht.

  Wir können oft nicht sehen, wie sich Pflanzen oder Pilze bewegen. Doch obwohl sie nicht so aussehen, sind sie so lebendig wie Menschen und Tiere.

  Autos können sich zwar bewegen, aber sie sind genau wie Steine keine Lebewesen.

  Lösung

  Alle Lebewesen bestehen aus Zellen.

  • Bakterien bestehen aus Zellen.
  • Menschen bestehen aus Zellen.
  • Tiere bestehen aus Zellen.
  • Pflanzen bestehen aus Zellen.
  • Pilze bestehen aus Zellen.

  Steine und Autos sind keine Lebewesen. Sie bestehen nicht aus Zellen.

• Benenne die Bestandteile der Pflanzenzelle.

  Tipps

  Die Zellwand umgibt die Zelle. Sie verleiht ihr Stabilität und schützt das Innere.

  Tüpfel sind kleine Aussparungen in der Zellwand.

  Direkt an der Zellwand anliegend befindet sich die Zellmembran. Sie umgrenzt das flüssige Zellplasma, auch Zytoplasma genannt.

  Die Zellsaftvakuole nimmt bei ausgereiften Pflanzenzellen meist den größten Platz innerhalb der Zelle ein. Sie ist mit einer Flüssigkeit gefüllt, die hauptsächlich aus Wasser besteht und als Zellsaft bezeichnet wird.

  Lösung

  Die äußere Begrenzung jeder Pflanzenzelle bilden Zellwand und Zellmembran.

  Durch Tüpfel in der Zellwand sind die Zellen miteinander verbunden.

  Das Zellplasma, auch Zytoplasma genannt, ist die Grundsubstanz der Zelle.

  Im Zellplasma liegen die Zellorganellen. Dazu gehören in einer Pflanzenzelle unter anderem

  • die Zellsaftvakuole, die einen Zellinnendruck erzeugt und so dafür sorgt, dass die Pflanzenzelle stabil und prall bleibt,
  • der Zellkern, der die gesamte Erbinformation enthält und alle Vorgänge in der Zelle steuert,
  • die Chloroplasten, die Orte der Fotosynthese, die in allen grünen Pflanzenteilen vorkommen, und
  • die Mitochondrien, die Kraftwerke der Zelle, die für die Bereitstellung der Energie zuständig sind.

• Beschreibe die Funktionen der unterschiedlichen Zellbestandteile.

  Tipps

  Die Zellmembran liegt direkt unter der Zellwand.

  Mitochondrien sind die Kraftwerke der Zelle. Sie enthalten kein Chlorophyll.

  Die Zellsaftvakuole liegt innerhalb des Zellplasmas und ist ein Zellorganell.

  Lösung

  Die Zellwand umgibt die Zelle. Sie verleiht ihr Stabilität und schützt das Innere. Sie ist hauptsächlich aus Cellulose aufgebaut, einem langkettigen Zucker. Aussparungen in der Zellwand ermöglichen es der Zelle, mit ihren Nachbarzellen in Kontakt zu bleiben und Stoffe auszutauschen.

  Direkt an der Zellwand anliegend befindet sich die Zellmembran, die bei Pflanzenzellen auch häufig als Plasmalemma bezeichnet wird. Sie umgrenzt das flüssige Zellplasma, auch Zytoplasma genannt.

  Zellplasma besteht überwiegend aus Wasser und füllt das Innere der Zelle aus. Im Zellplasma liegen die Zellorganellen.

  Die Zellsaftvakuole nimmt bei ausgereiften Pflanzenzellen meist den größten Platz innerhalb der Zelle ein. Sie ist mit einer Flüssigkeit gefüllt, die hauptsächlich aus Wasser besteht und als Zellsaft bezeichnet wird. Der Druck des Zellsafts auf die Zellwand sorgt dafür, dass die Zelle prall bleibt. In der Zellsaftvakuole werden zudem verschiedene Stoffe, wie Farbstoffe oder Giftstoffe, gespeichert.

  Chloroplasten kommen nur in pflanzlichen Zellen vor. Die grüne Farbe wird ihnen von einem Farbstoff namens Chlorophyll verliehen. Chloroplasten sind die Orte der Fotosynthese.

  In den Mitochondrien wird Glucose umgewandelt, wodurch Energie gewonnen wird. Diese Stoffwechselreaktion nennt man Zellatmung. Da die Mitochondrien der Zelle wertvolle Energie liefern, werden sie auch als die Kraftwerke der Zelle bezeichnet.

• Erkläre, was „Kompartimentierung der Zelle“ bedeutet.

  Tipps

  Zwei Aussagen sind richtig und zwei falsch.

  Die Stoffwechselreaktion, bei der mithilfe der Sonnenenergie der energiereiche Zucker Glucose entsteht, nennt man Fotosynthese.

  Membranen sind ein wichtiger Teil der Kompartimentierung.

  Lösung

  Zellorganellen sind Bereiche, die durch Membranen vom Zellplasma abgegrenzt sind und besondere Funktionen besitzen. Sie bilden eigene abgeschlossene Reaktionsräume. Diese Unterteilung in verschiedene Reaktionsräume nennt man Kompartimentierung. Dank ihr können verschiedene chemische Reaktionen in der Zelle gleichzeitig ablaufen.

• Nenne Eigenschaften der Blatt- und Wurzelzellen.

  Tipps

  Jedem Bild können drei Eigenschaften zugeordnet werden.

  Die Sonne liefert den Pflanzen Energie für die Fotosynthese. Überlege, welcher Teil der Pflanze in der Sonne ist und welcher nicht.

  Die Chloroplasten sind die Orte der Fotosynthese.

  Chloroplasten enthalten den Blattfarbstoff Chlorophyll, der dem Blatt die grüne Farbe verleiht. Wurzelzellen enthalten kein oder kaum Chlorophyll.

  Lösung

  Pflanzenzellen unterscheiden sich je nach Funktion in Form und Ausstattung.

  Die Zellen von Laubblättern enthalten besonders viele Chloroplasten. Diese enthalten den Farbstoff Chlorophyll, der den Blättern die grüne Farbe verleiht. Mithilfe der Energie des Sonnenlichts wird in den Chloroplasten Fotosynthese betrieben.

  In den Wurzelzellen befinden sich nur sehr wenige bis gar keine Chloroplasten. Fotosynthese ist daher in den Wurzelzellen nicht möglich. Im Vergleich zu den Blattzellen sind die Wurzelzellen nicht grün, sondern farblos.

• Vergleiche die Pflanzenzelle mit einer Stadt.

  Tipps

  Den Durchgang in einer Stadtmauer nennt man Tor. Der Fachbegriff für die Aussparungen in der Zellwand fängt auch mit dem Buchstaben T an.

  Die Fotosynthese ist durch den grünen Farbstoff Chlorophyll möglich. Die Vorsilbe „chloro“ kommt aus dem Griechischen und heißt so viel wie „grünlich“. Das Zellorganell, in dem die Fotosynthese stattfindet, ist grün und fängt ebenfalls mit der Vorsilbe „chloro“ an.

  Die Energie in Zellen wird durch Chloroplasten und Mitochondrien erzeugt.

  Lösung

  Eine Stadtmauer umgrenzt und schützt eine Stadt. Genauso umgrenzt die Zellwand die Zelle und schützt ihr Inneres.

  Stadttore sind Aussparungen in der Stadtmauer. Durch diese Durchgänge können die Einwohnerinnen und Einwohner der Stadt Informationen und Waren mit anderen Städten austauschen. Genauso dienen Tüpfel in der Zellwand dem Austausch von Stoffen zwischen den Zellen.

  Im Zentrum der Stadt befindet sich das Rathaus, in dem alle wichtigen Entscheidungen für die ganze Stadt getroffen werden. In einer Zelle übernimmt diese Aufgabe der Zellkern. Er steuert sämtliche Vorgänge in der Zelle.

  Für diese Vorgänge wird viel Energie benötigt. Diese Energie nimmt die Stadt aus Kraftwerken. In der Zelle produzieren die Mitochondrien diese Energie.

  Pflanzenzellen haben darüber hinaus Chloroplasten, in denen durch die Fotosynthese Energie aus dem Sonnenlicht in energiereichen Traubenzucker umgewandelt wird. Chloroplasten funktionieren damit wie Solaranlagen, mit denen eine Stadt Energie aus dem Sonnenlicht gewinnen kann.

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