Nur zu Prüfzwecken – Eigentum der Westermann Gruppe
Nur zu Prüfzwecken – Eigentum der Westermann Gruppe Themenseiten Ein großes Bild mit Leitfrage führt in das Kapitelthema ein. In materialgebundenen Aufgaben und Praktika wendest du dein Wissen an. Jede Doppelseite ist identisch strukturiert, so findest du dich stets zurecht. leicht mittel schwer Digital WES-187244-013 Über dieses Buch Gib für das GIDA-Medienpaket folgenden Online-Schlüssel ein: Digital Dieses Symbol verweist auf Materialien, die passend zu der jeweiligen Doppelseite abgerufen werden können. Scanne dafür den QR-Code oder gib den daneben stehenden Webcode ein unter: www.westermann.de/webcode ‣ GIDA-Filme und GIDA-Animationen ‣ Hörtexte ‣ Hilfen zu den Aufgaben ‣ Versuchsfilme ‣ Vorlagen ‣ Glossare ‣ interaktive Übungen ‣ Lösungen der Abschluss- und Traineraufgaben
Nur zu Prüfzwecken – Eigentum der Westermann Gruppe Expertenwissenseiten erweitern und vertiefen bestimmte Themen des Kapitels. Zusammenfassungen bieten dir einen Überblick über die wichtigsten Inhalte des Kapitels. Methodenseiten stellen wichtige Methoden vor und zeigen dir, wie du sie anwenden kannst. Trainer bieten dir Aufgaben, mit denen du dein Wissen anwenden und vertiefen kannst. Auf-einen-Blick-Seiten vernetzt verschiedene Themen des Kapitels miteinander. Abschlussaufgaben bereiten dich mit vernetzten Aufgaben optimal auf Klassenarbeiten vor. Sonderseiten Kapitelabschluss
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Nur zu Prüfzwecken – Eigentum der Westermann Gruppe BIOLOGIE
Nur zu Prüfzwecken – Eigentum der Westermann Gruppe © 2026 Westermann Bildungsmedien Verlag GmbH, Georg-Westermann-Allee 66, 38104 Braunschweig www.westermann.de Das Werk und seine Teile sind urheberrechtlich geschützt. Jede Nutzung in anderen als den gesetzlich zugelassenen bzw. vertraglich zugestandenen Fällen bedarf der vorherigen schriftlichen Einwilligung des Verlages. Wir behalten uns die Nutzung unserer Inhalte für Text und Data Mining im Sinne des UrhG ausdrücklich vor. Nähere Informationen zur vertraglich gestatteten Anzahl von Kopien finden Sie auf www.schulbuchkopie.de. Für Verweise (Links) auf Internet-Adressen gilt folgender Haftungshinweis: Trotz sorgfältiger inhaltlicher Kontrolle wird die Haftung für die Inhalte der externen Seiten ausgeschlossen. Für den Inhalt dieser externen Seiten sind ausschließlich deren Betreiber verantwortlich. Sollten Sie daher auf kostenpflichtige, illegale oder anstößige Inhalte treffen, so bedauern wir dies ausdrücklich und bitten Sie, uns umgehend per E-Mail davon in Kenntnis zu setzen, damit beim Nachdruck der Verweis gelöscht wird. Druck A1 / Jahr 2026 Redaktion: Florian Schäfer Layout und Umschlaggestaltung: LIO Design GmbH, Braunschweig Grafikkonzept: Atelier tigercolor Tom Menzel Druck und Bindung: Westermann Druck GmbH, Georg-Westermann-Allee 66, 38104 Braunschweig ISBN 978-3-14-187244-6 BIOLOGIE Eine Neubearbeitung von 978-3-14-188032-8, mit Ausarbeitungen von: Sandra Adamitzki, Horst Groth, Dr. Petra Hoppe, Tobias Hoppe, Jennifer Jakobsen, Daniel Kroll, Uwe Leiding, Daniela Mittler, Dr. Katharina Moschner-Rahe, Thomas Sudeik, Julia Volkmer, Petra Wolthaus Mit Ausarbeitungen der Verlagsredaktion
Nur zu Prüfzwecken – Eigentum der Westermann Gruppe 3 Lebewesen bestehen aus Zellen Die Welt vergrößert betrachtet ..................................................................................10 Pflanzen- und Tierzelle .............................................................................................12 Expertenwissen | Zellteilung und Differenzierung .....................................14 Expertenwissen | Von der Zelle zum Organismus...................................... 15 Chloroplasten und Mitochondrien ............................................................................16 Bau und Transport von Stoffen in der Zelle .............................................................18 Auf einen Blick | Zellen im Lichtmikroskop .......................................................20 Auf einen Blick | Zellen im Elektronenmikroskop .............................................21 Einzellige Lebewesen ................................................................................................ 22 Methode | Mit dem Mikroskop arbeiten ........................................................26 Methode | Präparate herstellen und zeichnen .............................................28 Gruppen von Lebewesen............................................................................................ 30 Trainer ....................................................................................................................... 32 Zusammenfassung .............................................................................................. 34 Abschlussaufgabe: Mitochondrien und Chloroplasten .................... 35 Bewegung und Kreislaufsystem Bauplan des Menschen .............................................................................................38 Skelett des Menschen ...............................................................................................40 Expertenwissen | Aufbau eines Röhrenknochens .....................................43 Wirbelsäule des Menschen .......................................................................................44 Methode | Mit Modellen arbeiten ...................................................................46 Gelenke des Körpers ..................................................................................................48 Muskeln des Körpers .................................................................................................50 Das Blut ........................................................................................................................ 52 Blutgefäße und Blutkreislauf...................................................................................... 54 Das Herz....................................................................................................................... 56 Expertenwissen | Arbeitszyklus des Herzens............................................. 58 Methode | Ein Schweineherz präparieren .....................................................58 Die Atmung .................................................................................................................. 60 Expertenwissen | Atembewegungen ..........................................................62 Expertenwissen | Rauchen ........................................................................... 63 Stoffumwandlung im Körper ...................................................................................... 64 Training und Fitness .................................................................................................... 66 Erste Hilfe ..................................................................................................................... 68 Zivilisationskrankheiten.............................................................................................. 70 Trainer ....................................................................................................................... 72 Zusammenfassung .............................................................................................. 74 Abschlussaufgabe: Leistung des Körpers ................................................ 75 1 ab Seite 8 2 ab Seite 36
Nur zu Prüfzwecken – Eigentum der Westermann Gruppe 4 Ernährung und Verdauung Nahrung liefert Energie und Baustoffe...................................................................... 78 Nährstoffe in der Nahrung.......................................................................................... 80 Methode | Nährstoffe nachweisen.................................................................. 84 Expertenwissen | Trinken .............................................................................. 85 Ergänzungsstoffe in der Nahrung.............................................................................. 86 Lebensmittel ................................................................................................................ 88 Ausgewogene Ernährung ........................................................................................... 90 Der Körper benötigt Energie ....................................................................................... 92 Weg der Nahrung ........................................................................................................ 92 Expertenwissen | Oberflächenvergrößerung im Darm .............................. 95 Verdauung von Kohlenhydraten ................................................................................96 Verdauung von Proteinen ......................................................................................... 100 Verdauung von Fetten ............................................................................................... 102 Methode | Ein Versuchsprotokoll erstellen ..................................................104 Auf einen Blick | Die Verdauung .......................................................................106 Trainer ..................................................................................................................... 108 Zusammenfassung ............................................................................................ 110 Abschlussaufgabe: Der Körper als System ............................................ 111 Sexualität des Menschen Sexuelle Vielfalt .........................................................................................................114 Methode | Ein Rollenspiel durchführen .......................................................117 Sexualität des Menschen ......................................................................................... 118 Expertenwissen | Darstellung sexueller Inhalte ......................................121 Methode | Über Sexualität sprechen ...........................................................122 Sexuelle Selbstbestimmung ....................................................................................124 Sexualhormone .........................................................................................................126 Vom Jungen zum Mann ............................................................................................128 Vom Mädchen zur Frau............................................................................................. 130 Schwangerschaft....................................................................................................... 134 Geburt und Entwicklung ...........................................................................................138 Sexualität und Verantwortung .................................................................................140 Auf einen Blick | Verhütungsmethoden ...........................................................145 Ungewollt schwanger ...............................................................................................146 Methode | Eine begründete Entscheidung treffen.......................................149 Trainer ..................................................................................................................... 150 Zusammenfassung ............................................................................................ 152 Abschlussaufgabe: Fortpflanzungsmedizin .......................................... 153 3 ab Seite 74 4 ab Seite 110
Nur zu Prüfzwecken – Eigentum der Westermann Gruppe 5 Informationssysteme Sinne erschließen die Welt ......................................................................................156 Aufbau des Auges ....................................................................................................158 Bildentstehung im Auge ..........................................................................................160 Expertenwissen | Die Lochkamera ............................................................164 Expertenwissen | Optische Täuschungen ................................................165 Sehfehler korrigieren ................................................................................................166 Farben sehen ............................................................................................................168 Schutz der Augen ...................................................................................................... 170 Schall unterwegs....................................................................................................... 172 Das Ohr .....................................................................................................................176 Expertenwissen | Tiere hören anders .......................................................179 Schutz der Ohren .....................................................................................................180 Die Haut...................................................................................................................... 182 Schutz der Haut ......................................................................................................... 186 Auf einen Blick | Sinnesorgane arbeiten zusammen .....................................188 Nervenzellen und Nerven ........................................................................................190 Impulsweiterleitung bei Nervenzellen ...................................................................192 Das Gehirn .................................................................................................................194 Das Rückenmark ....................................................................................................... 196 Lernen und Gedächtnis ............................................................................................200 Methode | Lernen lernen................................................................................ 203 Hormone ....................................................................................................................204 Expertenwissen | Rückkopplung bei der Schilddrüse.............................. 207 Diabetes ..................................................................................................................... 208 Trainer ..................................................................................................................... 210 Zusammenfassung ............................................................................................ 212 Abschlussaufgabe: Fortpflanzungsmedizin .......................................... 213 Krankheitserreger und Gesundheit Was ist Gesundheit ................................................................................................... 216 Infektionskrankheiten............................................................................................... 218 Bakterien ....................................................................................................................220 Expertenwissen | Antibiotika .....................................................................193 Viren ............................................................................................................................ 224 Parasiten ....................................................................................................................226 Expertenwissen | Parasiten als Überträger ..............................................229 Unspezifische Immunabwehr.................................................................................. 230 5 ab Seite 152 6 ab Seite 212
Nur zu Prüfzwecken – Eigentum der Westermann Gruppe 6 Spezifische Immunabwehr ...................................................................................... 232 Das Lymphsystem ....................................................................................................238 Die Blutgruppen.........................................................................................................238 Immunisierung ..........................................................................................................240 Expertenwissen | Erforschung der Immunisierung .................................242 Expertenwissen | Impfstofftypen ..............................................................243 Epidemien und Pandemien ...................................................................................... 244 HIV und AIDS.............................................................................................................246 Expertenwissen | Sexuell übertragbare Krankheiten ..............................249 Allergien .....................................................................................................................250 Sucht........................................................................................................................... 252 Expertenwissen | Belohnungssystem und Sucht ..................................... 255 Drogen ........................................................................................................................ 256 Stress.......................................................................................................................... 260 Essstörungen ............................................................................................................. 262 Trainer ..................................................................................................................... 264 Zusammenfassung ............................................................................................ 266 Abschlussaufgabe: Leukämie ..................................................................... 267 Ökologie Ökosysteme ..............................................................................................................270 Methode | Einen Wald untersuchen ............................................................272 Vielfalt von Wäldern .................................................................................................274 Expertenwissen | Licht- und Schattenblatt ..............................................278 Expertenwissen | Bedecktsamer und Nacktsamer .................................279 Die Fotosynthese ......................................................................................................280 Zellatmung bei Tieren und Pflanzen .......................................................................284 Ökosystem Mischwald .............................................................................................288 Nahrungsbeziehungen im Wald ..............................................................................290 Expertenwissen | Regulation in Nahrungsbeziehungen .........................292 Expertenwissen | Ökologische Nische ......................................................293 Parasitismus und Symbiose ....................................................................................294 Stoffkreisläufe und Energiefluss im Wald...............................................................296 Pilze ............................................................................................................................300 Expertenwissen | Flechten .......................................................................... 303 Wald im Jahresverlauf ..............................................................................................304 Bedeutung des Waldes ............................................................................................306 Nutzung und Gefährdung des Waldes ...................................................................308 Tropischer Regenwald ..............................................................................................310 Nachhaltigkeit ............................................................................................................ 314 7 ab Seite 268
Nur zu Prüfzwecken – Eigentum der Westermann Gruppe 7 Anhang Register .....................................................................................................................356 Stoffliste und Gefahrenhinweise ............................................................................359 Bildquellen ................................................................................................................360 Ökosystem See .........................................................................................................318 Nahrungsbeziehungen im See ................................................................................320 Stoffkreisläufe und Energiefluss im See................................................................. 322 Methode | Wasserqualität bestimmen ........................................................325 Ungleichgewicht im See ..........................................................................................326 Ein See im Jahresverlauf ..........................................................................................328 Ökosystem Fluss ....................................................................................................... 330 Ökosystem Moor ......................................................................................................332 Ökosystem Stadt....................................................................................................... 336 Expertenwissen | Kulturfolger ....................................................................339 Eingeführte Arten ......................................................................................................340 Naturschutz ..............................................................................................................342 Der Treibhauseffekt ..................................................................................................344 Der Klimawandes .....................................................................................................346 Methode | Diagramme auswerten ................................................................ 350 Trainer ..................................................................................................................... 352 Zusammenfassung ............................................................................................ 354 Abschlussaufgabe: Lebensraum Totholz ............................................... 355
Nur zu Prüfzwecken – Eigentum der Westermann Gruppe 8 1 Lebewesen bestehen aus Zellen laubblatt einer Buche. 1 Blattquerschnitt 2
Nur zu Prüfzwecken – Eigentum der Westermann Gruppe 9 Digital WES-187244-009 A Betrachte die Bildergalerie 1–3. Beschreibt den Aufbau eines Laubblattes. Welche Strukturen sind zu erkennen? B Mit dem bloßen Auge kann man die Bausteine nicht erkennen. Stellt Vermutungen an, wie die kleinen Bausteine für uns zu erkennen sind. C In der Mind-Map stehen Begriffe. Kannst du einige davon bereits erklären? Grüner Bestandteil einer Pflanzenzelle 3 Lichtmikroskop Mitochondrium Chloroplast Zellkern Vergrößerung Präparat Zellen Heuaufguss Einzeller Zellmembran Vakuole Pantoffeltierchen Mikroskopieren Zellplasma Augentierchen Amöbe Zellbestandteile
Nur zu Prüfzwecken – Eigentum der Westermann Gruppe 10 Die Welt vergrößert betrachtet Betrachtet man Laubblätter im Lichtmikroskop, sieht man viele ähnliche Kästchen. Worum handelt es sich bei diesen Strukturen? Die Entdeckung von Zellen Unter einem Lichtmikroskop erkennt man, dass die Laubblätter aus ähnlichen, nebeneinanderliegenden Kästchen aufgebaut sind. Man spricht von Zellen. Zellen sind der Grundbaustein aller Lebewesen. Als Geburtsstunde der Zellbiologie gilt die Beobachtung des englischen Physikers Robert Hooke aus dem Jahr 1665. Er untersuchte dünne Schnitte der Rinde von Korkeichen mit einem Mikroskop, das etwa 30-fach vergrößerte. Er entdeckte kästchenförmige Strukturen, die ihn an die Kammern von Bienenwaben, die Zellen, erinnerten. Er nannte die entdeckten Strukturen daher auch Zellen. Im 17. Jahrhundert baute der Niederländer Antoni van Leeuwenhoek die bis dahin leistungsfähigsten Mikroskope mit einer etwa 270-fachen Vergrößerung. Man entdeckte, dass alle pflanzlichen und tierischen Gewebe aus Zellen bestehen. Die Biologen Matthias Schleiden und Theodor Schwann formulierten 1938 aufgrund ihrer Beobachtungen, dass die Zelle der Grundbaustein aller Lebewesen ist. Beide gelten daher als Begründer der Zelltheorie. Entwicklung von Hooke: mikroskop 1 Hookes Zeichnung von Korkzellen 2
Nur zu Prüfzwecken – Eigentum der Westermann Gruppe 11 Digital WES-187244-011 Auflösevermögen des menschlichen Auges und von mikroskopen 3 Elektronenmikroskope Mit Lichtmikroskopen können Objekte bis zur Größe eines Bakteriums beobachtet werden. Zellen und Zellbestandteile, die kleiner als 200 Nanometer sind, können mit einem Lichtmikroskop nicht sichtbar gemacht werden. Dazu werden Elektronenmikroskope benötigt, mit denen ein Objekt um mehr als das 100-millionenfache vergrößert abgebildet werden kann. Die Objekte werden bei einem Elektronenmikroskop nicht mit Licht, sondern mit Elektronen bestrahlt. So können auch zwei sehr nah zusammen liegende Punkte getrennt wahrgenommen werden. Man spricht von einer hohen Auflösung. Mit einem Elektronenmikroskop können Zellstrukturen betrachtet werden, die kleiner als ein Nanometer sind. Elektronenmikroskope liefern ein Schwarz-Weiß-Bild, welches am Computer eingefärbt werden kann. Die zu untersuchenden Präparate müssen auf die Elektronenmikroskopie vorbereitet werden. Dabei wird ihnen Wasser entzogen. Daher können mit einem Elektronenmikroskop keine lebenden Objekte untersucht werden. M1 Auflösungsvermögen von Mikroskopen 1 Beschreibe die Abbildungen A und B. 2 Begründe mit welcher Art von Mikroskop die jeweiligen Bilder gemacht worden sind. | HilfE 3 Erkläre, warum die Weiterentwicklung von Mikroskopen immer neue Erkenntnisse liefert. | HilfE 4 Rechne den Durchmesser der Weißen Blutzelle in Bild A von Mikrometer in Nanometer um. 5 Rechne den Durchmesser der in Bild B gezeigten DNA-Doppelhelix von Nanometer in Mikrometer um. Größe Bezeichnung in Meter 1 mm Millimeter 0,001 m 1 µm Mikrometer 0,000 001 m 1 nm Nanometer 0,000 000 001 m Höhe eines Schäferhundes 1 m 1 dm 1 cm 1 mm 100 µm 100 nm 10 nm 1 nm 0,1 nm 10 µm 1 µm Breite einer Hand Dicke eines Fingers Auge Lichtmikroskop Elektronenmikroskop Durchmesser eines Haares Durchmesser einer roten Blutzelle Durchmesser eines Bakteriums Durchmesser eines Virus Durchmesser eines DNAMoleküls Durchmesser eines ZuckerMoleküls Durchmesser eines Atoms 15 µm 2 nm A B
Nur zu Prüfzwecken – Eigentum der Westermann Gruppe 12 Pflanzenzellen Betrachtet man Blätter einer Wasserpest unter dem Mikroskop, erkennt man eine netzartige Struktur. Die Linien begrenzen kleine Bereiche. Dies sind die Zellen der Pflanze. Alle Pflanzenzellen sind von einer stabilen Zellwand umgeben. Diese verleiht der Pflanzenzelle Festigkeit und bestimmt ihre äußere Form. Im Inneren der Zelle befindet sich eine zähe Flüssigkeit, das Zellplasma. Es wird nach außen begrenzt durch ein dünnes Häutchen, die Zellmembran. Im Zellplasma liegen klar umgrenzte Bereiche, die Zellorganellen. Sie kommen in unterschiedlicher Anzahl in der Zelle vor und haben verschiedene Aufgaben. Sie sind alle von Membranen umgeben. So können in den verschiedenen Zellorganellen gleichzeitig unterschiedliche Vorgänge ablaufen, ohne sich gegenseitig zu beeinflussen. Eines dieser Zellorganellen ist der kugelförmige Zellkern. Er enthält die Erbinformation, die „Bauanleitung“ der Zelle, und steuert alle Lebensvorgänge. Im Zellplasma liegen die im Lichtmikroskop nicht sichtbaren Mitochondrien. Ein Mitochondrium stellt aus dem energiereichen Nährstoff Glukose Energie für die Lebensvorgänge der Zelle bereit. Man bezeichnet sie manchmal daher auch als die „Kraftwerke“ der Zelle. Nur Pflanzenzellen besitzen einen großen, ballonartigen Raum, die Vakuole. Diese ist für die Pflanzenzellen ein großes Lager für Nährstoffe, Farbstoffe oder Abfallstoffe. Zudem unterstützt sie die Form von Pflanzenzellen, indem sie die Pflanzenzelle prall hält. Pflanzen- und Tierzelle Wie sind Zellen aufgebaut? Aufbau einer Pflanzenzelle 1 Mitochondrium Chloroplast Zellwand Zellmembran Zellplasma Vakuole Zellkern GiDA-film + GiDA-AnimAtion
Nur zu Prüfzwecken – Eigentum der Westermann Gruppe 13 Digital WES-187244-013 In Zellen grüner Pflanzenteile sieht man viele kugelförmige Chloroplasten. Sie werden durch die große Vakuole meist an den Rand der Zelle gedrückt. Chloroplasten enthalten den grünen Blattfarbstoff Chlorophyll. Es macht das Licht der Sonne für die Pflanze nutzbar. So kann sie aus den energiearmen Stoffen Kohlenstoffdioxid und Wasser den energiereichen Nährstoff Glukose herstellen. Diesen Vorgang bezeichnet man als Fotosynthese. Tierzellen Auch Tiere und Menschen sind aus Zellen aufgebaut. Allerdings gibt es einige Unterschiede zwischen tierischen und pflanzlichen Zellen. Die Form der Tierzelle ist weniger stark festgelegt als die einer Pflanzenzelle, weil ihr eine stabile Zellwand fehlt. Tierzellen zerreißen daher leicht. Nur die Zellmembran grenzt die Tierzelle nach außen hin ab. Im Zellplasma liegt der Zellkern, der die Erbinformation enthält und alle Lebensvorgänge steuert. Mithilfe der Mitochondrien wird aus den von außen aufgenommenen Nährstoffen Energie für die Lebensvorgänge der Zelle bereitgestellt. Tierzellen besitzen keine Chloroplasten. Sie können somit keine Fotosynthese betreiben und können Nährstoffe wie Glukose nicht selbst herstellen. A Erkläre, warum Zellen auch als die „Bausteine der Lebewesen“ bezeichnet werden. B Nenne alle Zellbestandteile, die sowohl in Tierzellen als auch in Pflanzenzellen vorkommen. M1 Modell einer Pflanzenzelle 2 Ordne den Stationen der Fabrik die Bestandteile der Pflanzenzelle zu. Begründe deine Zuordnung. | HilfE 3 Begründe, was die Modellvorstellung gut und was sie eher schlecht veranschaulicht. Das Bild zeigt die Vorgänge in einer Fabrik als Modell für die Lebensprozesse in einer Pflanzenzelle. 1 Beschreibe die einzelnen Stationen und Vorgänge in der Fabrik. mikroskopisches Bild einer tierzelle 2 Aufbau einer tierzelle 3 Mitochondrium Zellkern Zellmembran Zellplasma 1 2 3 4 5 6 GiDA-AnimAtion GiDA-film
Nur zu Prüfzwecken – Eigentum der Westermann Gruppe 14 ExpErTEnwiSSEn Zellteilung und Differenzierung Zellteilung Das Wachstum von Lebewesen geschieht durch Vermehrung ihrer Zellen. Dies erfolgt durch Zellteilung. Dabei entstehen aus einer Ausgangszelle zwei Tochterzellen. Eine Zelle kann aber nicht einfach geteilt werden, da sonst viele wichtige Bestandteile fehlen würden. Jede Tochterzelle benötigt zum Leben die komplette Erbinformation. Nur so können alle Lebensvorgänge gesteuert werden. Bevor sich die Ausgangszelle teilt, wird daher die Erbinformation identisch kopiert und verdoppelt. Der Zellkern löst sich auf. Die im Zellkern enthaltende Erbsubstanz wird gleichmäßig auf die beiden entstehenden Tochterzellen verteilt. Nach dieser Kernteilung schnürt sich die Ausgangszelle ein und bildet eine neue Zellmembran. Nun ist die Zellteilung abgeschlossen. Die beiden entstandenen Tochterzellen sind zunächst kleiner als die Ausgangszelle. Nun beginnt das Zellwachstum der Tochterzelllen auf ihre endgültige Größe. Zelldifferenzierung Zellen sind unterschiedlich gebaut und erfüllen so unterschiedliche Funktionen. Den Vorgang der Spezialisierung von Zellen während der Zellteilung nennt man Zelldifferenzierung. Alle Zellen enthalten die gleiche Erbsubstanz, sie sind erbgleich. Bei jeder Zelle sind jedoch andere Teile der Erbsubstanz aktiv. So wird bestimmt, ob die Zelle teilungsfähig ist oder nicht. Auch wird so die Ausgestaltung, die Differenzierung, der Zelle bestimmt. Kernteilung Zellteilung Zellwachstum Tochterzellen Ausgangszelle Zellteilung 1 1 Beschreibe die abgebildeten Pflanzenzellen. 2 Erkläre an einem Beispiel den Zusammenhang zwischen Struktur und Funktion. | HilfE 3 Nimm Stellung zu der Aussage: „Zelldifferenzierung ist die Voraussetzung für Spezialisierung.“ | HilfE 4 Stelle Vermutungen an, an welcher Stelle der Pflanze die angebildeten Zellen zu finden sind. M1 Spezialisierte Pflanzenzellen Fruchtknotenzelle der Paprika Wurzelhaarzelle Palisadenzelle Steinzelle GiDA-film
Nur zu Prüfzwecken – Eigentum der Westermann Gruppe 15 Digital WES-187244-015 ExpErTEnwiSSEn Von der Zelle zum Organismus Palisadenzelle Palisadengewebe Laubblatt Laub Baum Zelle Gewebe Organ Organsystem Organismus 1 Ordne den Bildern jeweils richtig zu: Zelle, Gewebe, Organ, Organsystem, Organismus. 2 Bringe die Organisationsstufen im Bild in die richtige Reihenfolge. 3 Beschreibe den Aufbau des menschlichen Körpers aus Zellen, Geweben und Organen. | HilfE M1 Organisationsstufen Drüsenzelle Mensch Magen Verdauungssystem Magenschleimhaut Zellen und Gewebe Der Mensch besteht aus 30 Billionen Zellen. Alle Zellen haben eine bestimmte Aufgabe. Sie sind spezialisiert. Eine Muskelzelle kann sich zusammenziehen und ermöglicht so Bewegungen. Viele gleiche Zellen arbeiten zusammen und verstärken so die Aufgabe der einzelnen Zellen. Sie bilden ein Gewebe. Organe Das Herz ist ein hohler Muskel. Es ist von einer stabilen Schicht aus Bindegewebe umgeben, welches das Herz schützt. Das Herz besteht aus unterschiedlichen Geweben. Zusammen erfüllen sie eine bestimmte Aufgabe im Körper. Das Herz ist ein Organ. Organsysteme Organe erfüllen bestimmte Aufgaben im Körper als Gruppe. Solche Organgruppen heißen Organsysteme. Aus dem Herz heraus und zum Herz hin führen Blutgefäße. Diese bestehen aus verschiedenen Zellen und Geweben. Mit jedem Herzschlag presst das Herz Blut durch die Blutgefäße. Das Herz und die Blutgefäße arbeiten zusammen, um das Blut durch den gesamten Körper zu transportieren. Sie bilden zusammen das Herz-Kreislauf-System. Organismus Die Zusammenarbeit aller Organsysteme eines Lebewesens ermöglicht sein Leben. Die Organsysteme bilden zusammen den Organismus. Man unterscheidet bei einem mehrzelligen Lebewesen die Organisationsstufen Zelle, Gewebe, Organ, Organsystem und Organismus. Von der Zelle zum organismus 1 GiDA-film
Nur zu Prüfzwecken – Eigentum der Westermann Gruppe 16 Chloroplasten und Mitochondrien Grüne Pflanzenzellen besitzen Chloroplasten und Mitochondrien. In tierischen Zellen kommen nur Mitochondrien vor. Beide Zellorganellen können mit einem Fluoreszenzmikroskop gut sichtbar gemacht werden. Chloroplasten und Mitochondrien sind von zwei Membranen umgeben. Man spricht auch von einer Doppelmembran. Chloroplasten und Mitochondrien vermehren sich in der Zelle durch Teilung. In beiden laufen verschiedene Stoffwechselvorgänge ab. Aufbau der Chloroplasten Chloroplasten sind linsenförmig und ein Drittel so groß wie der Zellkern. Sie haben eine innere und eine äußere Membran. Die innere Membran bildet große Flächen, die Thylakoide. An der großen Oberfläche der Thylakoidmembranen können viele energiereiche Stoffe gleichzeitig aufgebaut werden. Thylakoide können wie viele Münzen übereinander gestapelt sein. Solche Membranstapel nennt man Grana. Stärkekörner dienen der Speicherung von Energie. Bedeutung der Chloroplasten Nur pflanzliche Zellen besitzen Chloroplasten. Diese sind durch Chlorophyll grün gefärbt. Pflanzenteile mit Chloroplasten erscheinen daher grün. Aus Wasser und Kohlenstoffdioxid bauen Pflanzen in den Chloroplasten mithilfe von Licht die energiereiche Glukose auf. Dabei wird Sauerstoff frei. Diesen Vorgang bezeichnet man als Fotosynthese. Chloroplasten und Mitochondrien Wie sind Chloroplasten und Mitochondrien aufgebaut? A B Chloroplast: A Elektronenmikroskopisches Bild, B Schema 1 äußere membran innere membran Grana thylakoid Stärkekorn
Nur zu Prüfzwecken – Eigentum der Westermann Gruppe 17 Digital WES-187244-017 Aufbau der Mitochondrien Muskelzellen enthalten besonders viele Mitochondrien. Diese rundlichen Organellen sind etwa so groß wie Bakterienzellen. Sie haben eine äußere und eine stark gefaltete innere Membran. Die Falten der inneren Membran werden Cristae genannt. An ihr und im Innenraum der Mitochondrien finden die Prozesse der Zellatmung statt. Die innere Membran trägt viele Stoffe, die für diese chemischen Reaktionen notwendig sind. Durch die vielen Einstülpungen entsteht eine große Oberfläche, auf der zahlreiche Enzyme Platz finden. So können viele Reaktionen gleichzeitig ablaufen. Bedeutung der Mitochondrien In den Mitochondrien der pflanzlichen und tierischen Zellen läuft hauptsächlich die Zellatmung ab. Dabei wird aus Glukose mithilfe von Sauerstoff Energie freigesetzt. Diese Energie ist für viele Lebensvorgänge notwendig. Mitochondrien bezeichnet man daher als „Kraftwerke der Zelle“. Je mehr Energie ein Zelltyp bereitstellen muss, desto mehr Mitochondrien befinden sich in der Zelle. Bei der Zellatmung entstehen Kohlenstoffdioxid und Wasser. Kompartimierung Durch die abgrenzenden Membranen können die Chloroplasten und die Mitochondrien gleichzeitig in getrennten Bereichen, den Kompartimenten, ihre Aufgaben erfüllen. Dies bezeichnet man als Kompartimentierung. 1 Beschreibe das dargestellte Modell zur Oberflächenvergrößerung. 2 Erkläre am Mitochondrium die Bedeutung der Oberflächenvergrößerung. | HilfE 3 Erkläre am Chloroplasten die Bedeutung der Oberflächenvergrößerung. | HilfE 1 Erstelle für Zellatmung und Fotosynthese je eine Wortgleichung. 2 Der Begriff Fotosynthese lautet übersetzt „LichtStoffaufbau“. Erkläre diese Namensgebung. | HilfE 3 Fotosynthese und Zellatmung sind entgegen gesetzte Vorgänge. Nimm Stellung zu dieser Aussage. | HilfE 4 Begründe, warum Muskelzellen mehr Mitochondrien besitzen als Hautzellen. Mitochondrium Chloroplast Kohlenstoffdioxid FOTOSYNTHESE Sauerstoff Wasser Sonnenenergie Energie ZELLATMUNG M1 Oberflächenvergrößerung M2 Bedeutung von Mitochondrium und Chloroplast mitochondrium: A Elektronenmikroskopisches Bild (nachträglich eingefärbt), B Schema 2 10 cm 10 cm 10 cm 10 cm Papierfläche: 100 cm2 Papierfläche: 200 cm2 äußere membran innere membran Cristae A Beschreibe den Aufbau eines Chloroplasten und eines Mitochondriums.
Nur zu Prüfzwecken – Eigentum der Westermann Gruppe 18 Endoplasmatisches Retikulum Bei Zellen von Tieren, Pflanzen und Pilzen wird ein Großteil des Zellraums von röhrenartigen Strukturen ausgefüllt, die aus Membranen bestehen. Sie helfen beim Bau und Transport von Stoffen. Der Zellkern steht mit dem Membransystem in enger Verbindung. Man bezeichnet dieses Membransystem als Endoplasmatisches Retikulum oder kurz ER. In vielen Bereichen sind auf der Oberfläche des ER Ribosomen angelagert. Dieses raue ER arbeitet mit den Ribosomen eng zusammen. Die von den Ribosomen gebildeten Aminosäureketten werden in das raue ER abgegeben. Dort werden die Aminosäureketten gefaltet, sodass unterschiedliche Proteine mit ihrer typischen Struktur entstehen. Das glatte ER hat keine Ribosomen. In manchen Zelltypen bildet das glatte ER bestimmte Fette oder Hormone. Ribosomen Mithilfe von Elektronenmikroskopen erkennt man im Zellplasma viele kleine Körperchen, die Ribosomen. Sie verknüpfen nach einer Bauanleitung aus dem Zellkern viele Aminosäuren im Zellplasma. Die so entstandenen Ketten bilden Eiweißstoffe oder Proteine. Es sind wichtige Baustoffe der Zelle. Manche Proteine helfen beim Aufbau oder der Umwandlung von Stoffen. Diese Proteine nennt man Enzyme. Bau und Transport von Stoffen in der Zelle Mithilfe eines Elektronenmikroskops werden auch kleinste Zellbestandteile sichtbar. Welche Zellbestandteile sind das und welche Funktion erfüllen sie? Endoplasmatisches Retikulum mit Ribosomen: A im elektronenmikroskopischen Bild, B Schema 1 A B Endoplasmatisches Retikulum Ribosom Zellplasma GiDA-film
Nur zu Prüfzwecken – Eigentum der Westermann Gruppe 19 Digital WES-187244-019 M1 Bildung von Stoffen 1 Beschreibe den Weg eines Proteins vom Endoplasmatischen Retikulum bis zur Zellmembran. 2 Beschreibe, wie man ER und Dictyosom im elektromikroskopischen Bild unterscheiden kann. | HilfE Transport durch Vesikel Sollen die im ER hergestellten Stoffe an andere Orte der Zelle transportiert werden, schnürt das ER diese Stoffe in kleinen Bläschen aus seiner Membran ab. Man nennt diese Membrankügelchen Vesikel. Ihn ihnen können Stoffe gut verpackt durch das Zellplasma dorthin transportiert werden, wo sie benötigt werden. Die Vesikel können mit anderen Membranen der Zelle verschmelzen. Dann geben sie die enthaltenen Stoffe wieder ab. Verschmelzen Vesikel mit der Zellmembran, werden die enthaltenen Stoffe nach außen abgegeben. Diesen Vorgang bezeichnet man als Exocytose. Dictyosomen Neben dem ER gibt es ein weiteres Membransystem, an dem sich viele, kleine, abgeschnürte Vesikel befinden. Es handelt sich um Dictyosomen. Die Dictyosomen übernehmen Vesikel mit Stoffen vom ER. Dort werden die Stoffe mithilfe von Enzymen umgebaut. Die umgebauten Stoffe werden in Dictyosom-Vesikeln verpackt und dorthin transportiert, wo sie benötigt werden. Vor allem Drüsenzellen haben sehr viele Dictyosomen. In einer Drüsenzelle des Dünndarms können es sogar mehrere Hundert sein. Dort verarbeiten und verpacken sie Stoffe, aus denen wichtige Verdauungssäfte entstehen. Diese enthalten Enzyme, die für die Verdauung wichtig sind. Die Stoffe werden durch Exocytose nach außen abgegeben. A Beschreibe den Aufbau eines Endoplasmatischen Retikulums. 1 Benenne die mit Ziffern gekennzeichneten Bestandteile. 2 Beschreibe die Bildung von Proteinen. 3 Begründe, warum man den Zellkern „Steuerzentrale der Zelle“ nennt. | HilfE 4 Erkläre, warum einige Ribosomen auf ER-Membranen sind. Dictyosom: A im elektronenmikroskopischen Bild, B Schema 2 A B M2 Transport von Stoffen 3 Beschreibe den Vorgang der Exocytose. | HilfE 4 Begründe, warum man das Dictyosom „Verteilerstation der Zelle“ nennt. | HilfE 5 Begründe, warum vor allem Drüsenzellen viele Dictyosomen enthalten. | HilfE Zellkern Zellplasma raues ER ER-Vesikel Dictyosom Dictyosom-Vesikel Zellmembran glattes ER Zellkern Zellplasma 4 2 3 1 Dictyosom Vesikel Zellplasma
Nur zu Prüfzwecken – Eigentum der Westermann Gruppe 20 AuF EinEn BLiCK Zellen im Lichtmikroskop Zellbestandteil Tierzelle Pflanzenzelle Zellkern ja ja Zellwand … … … … … 1 Vergleiche den Aufbau von Tier- und Pflanzenzellen im lichtmikroskopischen Bild. 2 Beschreibe mithilfe des Zellaufbaus die unterschiedliche Ernährungsweise von Tier- und Pflanzenzelle. | HilfE 3 Erkläre mithilfe des Zellaufbaus, warum Pflanzenzellen stabiler als Tierzellen sind. | HilfE 4 Beschreibe die verschiedenen Aufgaben der Vakuole von Pflanzenzellen. | HilfE 5 Erkläre, warum viele Präparate für die lichtmikroskopische Untersuchung mit Farbstoffen angefärbt werden. | HilfE Zellkern Zellplasma Zellmembran Zellmembran Vakuole Zellkern Zellwand Zellplasma Chloroplast Pflanzenzelle Tierzelle
Nur zu Prüfzwecken – Eigentum der Westermann Gruppe 21 Digital WES-187244-021 Endoplasmatisches Retikulum Zellmembran Mitochondrium Zellkern Zellplasma Dictyosom Ribosom Zellmembran Mitochondrium Zellwand Dictyosom Zellplasma Zellkern Chloroplast Vakuole Endoplasmatisches Retikulum AuF EinEn BLiCK Zellen im Elektronenmikroskop 1 Vergleiche den Aufbau von Tier- und Pflanzenzellen im elektronenmikroskopischen Bild. 2 Nenne die Aufgaben folgender Zellbestandteile: Ribosom, Endoplasmatisches Retikulum, Dictyosom, Chloroplast, Mitochondrium. | HilfE 3 Erläutere die Aufgaben der Kernporen. | HilfE 4 Stelle Vermutungen an, warum am Endoplasmatischen Retikulum viele Ribosomen angelagert sind. | HilfE 5 Recherchiere Informationen zur Funktionsweise verschiedener Elektronenmikroskope. Zellbestandteil Tierzelle Pflanzenzelle Zellkern ja ja Zellwand … … … … … Pflanzenzelle Tierzelle
Nur zu Prüfzwecken – Eigentum der Westermann Gruppe 22 Einzeller Betrachtet man einen Tropfen Wasser aus einem Heuaufguss unter dem Mikroskop, kann man meist viele unterschiedliche Lebewesen entdecken. Sie sind meist weniger als einen Millimeter groß. Die meisten dieser Lebewesen bestehen aus einer einzigen Zelle. Man spricht von Einzellern. Aufbau des Pantoffeltierchens Die Zelle des Pantoffeltierchens ist von einer mit Wimpern besetzten Zellmembran umgeben. Durch Bewegung der Wimpern schwimmt es durch Wasser. Wird ein Pantoffeltierchen von einem größeren Einzeller wie einer Amöbe berührt, schleudert es als Verteidigung klebrige Fäden aus. Kommt zu viel Wasser in das Pantoffeltierchen, wird es wieder nach außen abgegeben. Dafür nutzt es zwei Vakuolen, die sich zusammenziehen und ausdehnen, die pulsierenden Vakuolen. Wie mit einer Pumpe wird das Wasser dabei aus der Zelle gepumpt. Die Energie für seine Lebensvorgänge erhält das Pantoffeltierchen aus den Mitochondrien. Diese liegen frei im Zellplasma. Ein Pantoffeltierchen hat zwei Zellkerne. Der Großkern steuert den Stoffwechsel. Über den Kleinkern können Pantoffeltierchen untereinander Erbinformation austauschen. Einzellige Lebewesen Was zeichnet Einzeller aus? Aufbau eines Pantoffeltierchens 1 film Pulsierende Vakuole Zellafter Zellmund Mundfeld Wimper Mitochondrium Zellplasma Zellmembran Nahrungsvakuolen Großkern Kleinkern GiDA-AnimAtion
Nur zu Prüfzwecken – Eigentum der Westermann Gruppe 23 Digital WES-187244-023 Ernährung des Pantoffeltierchens Das Pantoffeltierchen ernährt sich von Algen, Bakterien und Pilzen. Diese geben chemische Stoffe ab, die das Pantoffeltierchen wahrnehmen kann. Die Nahrung wird durch das Mundfeld aufgenommen. Im Zellmund wird die Nahrung in Bläschen aus Zellmembran eingeschlossen, die Nahrungsvakuolen. Darin wird die Nahrung mit der Zeit verdaut. Unverdauliche Reste werden über den Zellafter ausgeschieden. Vermehrung des Pantoffeltierchens Pantoffeltierchen vermehren sich meistens ungeschlechtlich durch Zellteilung. Die Zellbestandteile werden verdoppelt und das Pantoffeltierchen teilt sich. Die entstandenen Pantoffeltierchen wachsen anschießend zu ihrer ursprünglichen Größe heran. A Beschreibe den Aufbau eines Pantoffeltierchens. B Beschreibe die Ernährung des Pantoffeltierchens. C Beschreibe die Vermehrung des Pantoffeltierchens. M1 Pantoffeltierchen 4 Erkläre, weshalb eine Koordination der Wimpernschläge wichtig ist. | HilfE 5 Begründe, dass das Pantoffeltierchen alle Kennzeichen des Lebendigen zeigt. | HilfE 6 Erläre die Bedeutung der einzelnen Zellbestandteile. 1 Beschreibe die Fortbewegung eines Pantoffeltierchens. 2 Beschreibe die Reaktion eines Pantoffeltierchens auf Hindernisse. | HilfE 3 Beschreibe die Nahrungsaufnahme eines Pantoffeltierchens. | HilfE Austausch von Erbinformation beim Pantoffeltierchen 2 Zellmund Zellafter Nahrung Hindernis 45° 45° 45° Großkern Kleinkern Aneinanderlagern Verdopplung der Kleinkerne Austausch je eines neuen Kleinkerns Verschmelzen der alten und neuen Kleinkerne, Auflösen der Großkerne Bildung neuer Großkerne aus den Kleinkernen
Nur zu Prüfzwecken – Eigentum der Westermann Gruppe 24 Aufbau der Amöbe Die Amöbe stülpt ihre Zellmembran ständig an unterschiedlichen Stellen aus. In diese Scheinfüßchen fließt dann Zellplasma aus anderen Scheinfüßchen. So kann sich die Amöbe fortbewegen. Wegen der die ständigen Formveränderung bezeichnet man die Amöbe als Wechseltierchen. Kommt zu viel Wasser in die Amöbe, wird es wieder nach außen abgegeben. Dafür nutzt es Vakuolen, die sich zusammenziehen und ausdehnen, die pulsierenden Vakuolen. Wie mit einer Pumpe wird das Wasser dabei aus der Zelle gepumpt. Die Energie für seine Lebensvorgänge erhält die Amöbe aus den Mitochondrien. Ernährung der Amöbe Amöben ernähren sich von Bakterien und Einzellern wie dem Pantoffeltierchen. Diese geben chemische Stoffe ab, welche die Amöbe erkennen kann. Trifft eine Amöbe auf ein Pantoffeltierchen, umfließt sie es mit ihren Scheinfüßchen und nimmt es durch die Zellmembran auf. Die aufgenommene Nahrung wird in Nahrungsvakuolen eingeschlossen und verdaut. Die Amöbe kann an jeder Stelle ihrer Zellmembran Nahrung aufnehmen und Nahrungsreste abgeben. Vermehrung der Amöbe Amöben vermehren sich vor allem ungeschlechtlich durch Zellteilung. Dabei wird zuerst der Zellkern geteilt. Dann teilt sich die Amöbe und es entstehen zwei kleinere Amöben mit jeweils einem Zellkern. Anschließend wachsen sie zu ihrer ursprünglichen Größe heran. Aufbau einer Amöbe 3 M2 Nahrungsaufnahme von Amöben 1 Beschreibe die Nahrungsaufnahme der Amöbe. 2 Erkläre, warum man Amöben auch Wechseltierchen nennt. | HilfE 3 Beschreibe die Aufgaben der Scheinfüßchen. | HilfE Einschließen Verdauung Finden Umfließen Ausscheiden Scheinfüßchen Nahrungsvakuole Bakterium unverdauliche Reste Scheinfüßchen Zellplasma Mitochondrium Zellkern Zellmembran Pulsierende Vakuole Nahrungsvakuole
Nur zu Prüfzwecken – Eigentum der Westermann Gruppe 25 Digital WES-187244-025 M3 Reaktion auf Licht 2 Erkläre, welche Zellbestandteile dem Augentierchen seine Reaktion auf Licht ermöglichen. | HilfE 3 Begründe das Verhalten des Augentierchens. | HilfE 4 Stelle Vermutungen an, wie das Versuchsergebnis mit Pantoffeltierchen und Amöben sein würde. In einem Behälter befindet sich Wasser mit Augentierchen. Der in Teilen mit Pappen verdunkelte Behälter wurde nur in einem bestimmten Bereich beleuchtet. Nach einiger Zeit wurden die Pappen entfernt. 1 Beschreibe die Versuchsbeobachtungen. Wasser mit Augentierchen Pappe Lampe film Aufbau des Augentierchens Das Augentierchen bewegt sich mit einem länglichen Zellanhang, der Geißel. An der Zellmembran in der Nähe der Geißel liegt ein dunkler Augenfleck. Direkt daneben hat das Augentierchen einen lichtempfindlichen Bereich, mit dem es Licht erkennen kann. Je nachdem, wie das Licht auf das Augentierchen fällt, entsteht durch den Augenfleck ein Schatten. So kann es die Richtung bestimmen, aus der das Licht kommt. Wasser wird aus dem Augentierchen durch pulsierenden Vakuolen nach außen abgegeben. Die Energie für seine Lebensvorgänge erhält das Augentierchen aus den Mitochondrien. Ernährung des Augentierchens Das Augentierchen ist grün, weil es zahlreiche Chloroplasten hat. Mit den Chloroplasten kann das Augentierchen bei genügend Licht Fotosynthese betreiben. So stellt es Nährstoffe her und ist nicht auf die Aufnahme von Nahrung angewiesen. Sind jedoch im Wasser viele Nährstoffe vorhanden oder ist ein Augentierchen längere Zeit in der Dunkelheit, kann es seine Ernährungsweise umstellen und so auch die Nährstoffe aus dem Wasser aufnehmen. Vermehrung des Augentierchens Augentierchen vermehren sich ungeschlechtlich durch Zellteilung. Dabei wird zuerst der Zellkern geteilt. Dann teilt sich das Augentierchen und es entstehen zwei kleinere Augentierchen. Anschließend wachsen sie zu ihrer ursprünglichen Größe heran. Aufbau eines Augentierchens 4 D Beschreibe die Zellbestandteile, die dem Augentierchen und der Amöbe die Fortbewegung ermöglichen. E Vergleiche die Ernährungsweise vom Augentierchen und der Amöbe. lichtempfindlicher Bereich Augenfleck pulsierende Vakuole Mitochondrium Geißel Zellplasma Zellmembran Chloroplast Zellkern Nahrungsvakuole
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