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-187271-013 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 978-3-14-187271-2 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 Methode | Mit Modellen arbeiten ...................................................................16 Expertenwissen | Vom Einzeller zum Vielzeller .........................................17 Chloroplasten und Mitochondrien ............................................................................18 Bau und Transport von Stoffen in der Zelle .............................................................20 Stofftransport durch Membranen .............................................................................22 Auf einen Blick | Zellen im Lichtmikroskop .......................................................26 Auf einen Blick | Zellen im Elektronenmikroskop .............................................27 Einzellige Lebewesen ................................................................................................ 28 Methode | Mit dem Mikroskop arbeiten ........................................................32 Methode | Präparate herstellen und zeichnen .............................................34 Gruppen von Lebewesen............................................................................................ 36 Bedeutung von Bakterien ........................................................................................... 38 Trainer ....................................................................................................................... 40 Zusammenfassung .............................................................................................. 42 Abschlussaufgabe: Mitochondrien und Chloroplasten .................... 43 Ökosysteme Ökosysteme ................................................................................................................46 Methode | Einen Wald untersuchen ..............................................................48 Vielfalt von Wäldern ...................................................................................................50 Expertenwissen | Licht- und Schattenblatt ................................................54 Expertenwissen | Bedecktsamer und Nacktsamer ...................................55 Wasserhaushalt von Pflanzen ................................................................................... 56 Die Fotosynthese ........................................................................................................60 Zellatmung bei Tieren und Pflanzen ......................................................................... 64 Ökosystem Mischwald ...............................................................................................68 Nahrungsbeziehungen im Wald ................................................................................ 70 Expertenwissen | Regulation in Nahrungsbeziehungen ...........................72 Expertenwissen | Ökologische Nische ........................................................73 Parasitismus und Symbiose ......................................................................................74 Stoffkreisläufe und Energiefluss im Wald.................................................................76 Pilze .............................................................................................................................. 80 Expertenwissen | Flechten ............................................................................ 83 Wald im Jahresverlauf ................................................................................................84 Bedeutung des Waldes ..............................................................................................86 1 ab Seite 8 2 ab Seite 44
Nur zu Prüfzwecken – Eigentum der Westermann Gruppe 4 Nutzung und Gefährdung des Waldes .....................................................................88 Tropischer Regenwald ................................................................................................90 Ökosystem Tiefsee...................................................................................................... 94 Nachhaltigkeit .............................................................................................................. 96 Ökosystem See .........................................................................................................100 Nahrungsbeziehungen im See ................................................................................102 Stoffkreisläufe und Energiefluss im See................................................................. 104 Methode | Wasserqualität bestimmen ........................................................107 Ungleichgewicht im See ..........................................................................................108 Ein See im Jahresverlauf ..........................................................................................110 Ökosystem Fluss ....................................................................................................... 112 Renaturierung von Fließgewässern......................................................................... 114 Ökosystem Wattenmeer ..........................................................................................116 Ökosystem Moor ......................................................................................................120 Ökosystem Stadt....................................................................................................... 124 Expertenwissen | Kulturfolger ....................................................................127 Eingeführte Arten ......................................................................................................128 Naturschutz ..............................................................................................................130 Der Treibhauseffekt ..................................................................................................132 Der Klimawandel ......................................................................................................134 Methode | Diagramme auswerten ................................................................ 138 Trainer ..................................................................................................................... 140 Zusammenfassung ............................................................................................ 142 Abschlussaufgabe: Lebensraum Totholz ............................................... 143 Krankheitserreger und Gesundheit Was ist Gesundheit ................................................................................................... 146 Medikamente ............................................................................................................148 Bakterien ...................................................................................................................154 Expertenwissen | Antibiotika .....................................................................156 Viren ...........................................................................................................................158 Parasiten ...................................................................................................................160 Expertenwissen | Parasiten als Überträger ..............................................163 Unspezifische Immunabwehr .................................................................................164K Spezifische Immunabwehr .....................................................................................166 Expertenwissen | Autoimmunerkrankungen ...........................................170 Expertenwissen | Tests mit Antikörpern ...................................................171 Das Lymphsystem ....................................................................................................172 Die Blutgruppen.........................................................................................................174 Immunisierung ..........................................................................................................176 Expertenwissen | Erforschung der Immunisierung .................................178 Expertenwissen | Impfstofftypen ..............................................................179 3 ab Seite 144
Nur zu Prüfzwecken – Eigentum der Westermann Gruppe 5 Epidemien und Pandemien ...................................................................................... 180 HIV und AIDS.............................................................................................................182 Expertenwissen | Sexuell übertragbare Krankheiten ..............................185 Allergien .....................................................................................................................186 Lebensmittelunverträglichkeiten ............................................................................. 188 Hormone ....................................................................................................................190 Expertenwissen | Rückkopplung bei der Schilddrüse .............................193 Diabetes ..................................................................................................................... 194 Trainer ..................................................................................................................... 196 Zusammenfassung ............................................................................................ 198 Abschlussaufgabe: Leukämie ..................................................................... 199 Sexualität des Menschen Sexuelle Vielfalt .........................................................................................................202 Methode | Ein Rollenspiel durchführen .......................................................205 Sexualität des Menschen ......................................................................................... 206 Expertenwissen | Darstellung sexueller Inhalte ......................................209 Methode | Über Sexualität sprechen ...........................................................210 Sexuelle Selbstbestimmung ....................................................................................212 Sexualhormone .........................................................................................................214 Vom Jungen zum Mann ............................................................................................216 Vom Mädchen zur Frau............................................................................................. 218 Schwangerschaft....................................................................................................... 222 Untersuchungen vor der Geburt .............................................................................. 226 Geburt und Entwicklung ...........................................................................................228 Sexualität und Verantwortung .................................................................................230 Auf einen Blick | Verhütungsmethoden ...........................................................235 Ungewollt schwanger ...............................................................................................236 Methode | Eine begründete Entscheidung treffen.......................................239 Familie und Erziehung im Wandel ........................................................................... 240 Trainer ..................................................................................................................... 244 Zusammenfassung ............................................................................................ 246 Abschlussaufgabe: Fortpflanzungsmedizin .......................................... 247 4 ab Seite 200 Anhang Register .....................................................................................................................248 Stoffliste und Gefahrenhinweise ............................................................................251 Bildquellen ................................................................................................................252
Nur zu Prüfzwecken – Eigentum der Westermann Gruppe 6 Basiskonzepte Bei allen Lebewesen kann man eine Vielzahl unterschiedlicher Merkmale und Eigenschaften beobachten. Viele Regeln tauchen in unterschiedlichen Themen der Naturwissenschaften immer wieder auf. Man bezeichnet sie als Basiskonzepte. Sie helfen, übergeordnete Prinzipien und Zusammenhänge in den Naturwissenschaften besser zu verstehen und zu vergleichen. Die Körper von Lebewesen oder der Bau von Organen haben Merkmale, die man als Struktur bezeichnet. Mit diesen Strukturen sind die Lebewesen an ihre Umwelt angepasst. Jede biologische Struktur erfüllt eine bestimmte Funktion. ‣ Katzen sind reine Fleischfresser. Sie haben lange Eckzähne, mit denen sie ihre Beutetiere festhalten können. Mit ihren spitzen Backenzähnen zerteilen sie ihre Beutetiere. ‣ Rinder haben als Pflanzenfresser kleine Eckzähne und breite, flache Backenzähne, mit denen sie Pflanzen zermahlen. Die Struktur beider Gebisse zeigt eine Angepasstheit an ihre jeweilige Aufgabe. ‣ Hausschweine besitzen spitze vordere Backenzähne, mit denen sie Fleisch zerreißen können. Mit ihren flachen hinteren Backenzähnen können sie pflanzliche Nahrung zermahlen. Die unterschiedlich gebauten Backenzähne kennzeichnen das Gebiss des Hausschweins als Allesfressergebiss. Basiskonzept Struktur und Funktion Struktur und Funktion Entwicklung System ‣ Löwenzahnfrüchte werden mit dem Wind verbreitet. Die Früchte haben dafür eine besondere Struktur. Sie hängen an kleinen Schirmchen. Die Schirmchen haben die Funktion, die Frucht im Wind flugfähig zu machen. Ohne Schirmchen würde sie nicht so weit fliegen.
Nur zu Prüfzwecken – Eigentum der Westermann Gruppe 7 AUF EINEN BLICK Alle Lebewesen erzeugen Nachkommen und pflanzen sich fort. Ihre Nachkommen entwickeln sich im Laufe der Zeit und verändern sich dabei. Menschen, Tiere und Pflanzen entwickeln sich aus einer befruchteten Eizelle. Basiskonzept Entwicklung Ein System besteht aus verschiedenen Bestandteilen, die arbeitsteilig verschiedene Aufgaben erfüllen. Nur durch ihr Zusammenwirken ist ein Lebewesen lebensfähig. ‣ Betrachtet man den menschlichen Körper, sind seine Organe die Bestandteile eines Systems. Der Körper besteht aus verschiedenen Organsystemen wie dem Atmungssystem oder dem Verdauungssystem. Jedes Organsystem bildet wiederum ein System aus verschiedenen Organen. So wirken der Magen, die Leber und der Dünndarm bei der Verdauung mit. Jedes Organ übernimmt eine Aufgabe. Basiskonzept System Zunge Speicheldrüsen Speiseröhre Magen Leber Bauchspeicheldrüse Gallenblase Zwölffingerdarm Dickdarm Dünndarm Enddarm After ‣ Katzen entwickeln sich in wenigen Monaten von hilflosen Kätzchen zu erwachsenen Katzen. Diese können sich wieder fortpflanzen und neue Nachkommen hervorbringen. ‣ Aus den Samen von Pflanzen entwickeln sich wieder Pflanzen. Zunächst wachsen aus dem Samen feine Wurzeln und eine Sprossachse. Sie werden immer größer und über die Jahre kann so aus einem Buchenkeimling ein hoher Baum mit einem mächtigen Stamm, Ästen und Laubblättern wachsen. Die Entwicklung eines einzelnen Lebewesens bezeichnet man als Individualentwicklung. ‣ Auch Pflanzen bestehen aus verschiedenen Organen, die jeweils unterschiedliche Aufgaben erfüllen: Die Wurzel, die Sprossachse und das Blatt. Wenn die Wurzel der Pflanze abstirbt, stirbt die ganze Pflanze. Sie kann dann kein Wasser und darin gelöste Mineralstoffe aus dem Boden aufnehmen und über die Sprossachse in die Blätter transportieren. Die Pflanzenorgane wirken also wie ein System zusammen. Funktioniert eines der Organe nicht, können die anderen ebenfalls nur erschwert oder nicht arbeiten, weil die Organe in einem System voneinander abhängig sind.
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-187271-009 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-187271-011 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-187271-013 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
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-187271-015 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 + GIDA-ANIMATION
Nur zu Prüfzwecken – Eigentum der Westermann Gruppe 16 METHODE Mit Modellen arbeiten Zellen sind räumliche Körper Im mikroskopischen Bild erscheinen Zellen flächig, obwohl sie kleine Körper sind. Da im Lichtmikroskop immer nur eine Ebene scharf ist, erscheinen je nach Einstellung unterschiedliche Zellbestandteile. Alles, was darüber oder darunter liegt, ist nicht erkennbar. Durch Scharfstellen mehrerer Ebenen nacheinander lässt sich die räumliche Lage und Form der Zellbestandteile erkennen. So ergibt sich ein räumliches Bild. Ebenen einer Pflanzenzelle 1 M1 Modell einer Pflanzenzelle 1 Beschreibe das Modell. 2 Ordne den Teilen des Modells die passenden Zellbestandteile zu. | HILFE 3 Begründe, ob es sich um ein Strukturmodell oder Funktionsmodell handelt. | HILFE 4 Begründe, was das Modell gut veranschaulicht. | HILFE 5 Begründe die Grenzen des Modells und entwickle Verbesserungsvorschläge. große rote Plastikkugel kleine grüne Plastikkugel mit angefärbtem Wasser gefüllte Plastiktüte Plastikbox mit Wasser gefüllte Plastiktüte Zellplasma Chloroplast Vakuole Zellmembran Zellwand Zellkern Ebene 1 Ebene 2 Ebene 3 Arbeit mit Modellen Manchmal ist es schwierig, sich etwas im Original anzuschauen. Dann kann ein Modell helfen, den Sachverhalt zu verdeutlichen. Ein Modell dient der Vereinfachung der Wirklichkeit. Mit Strukturmodellen kann der Aufbau von biologischen Strukturen und von einzelnen Bestandteilen betrachtet werden. Mit Funktionsmodellen können bestimmte Aufgaben von Strukturen nachvollzogen werden oder biologische Vorgänge nachgestellt werden. Bei der Arbeit mit einem Modell muss man einige Fragen berücksichtigen: ‣ Welche Teile im Modell entsprechen den Teilen im Original? ‣ Was ist im Modell im Vergleich zum Original verändert worden? ‣ Was fehlt im Modell im Vergleich zum Original? Oft können nicht alle Bauteile oder Funktionen im Modell dargestellt werden. Bauteile können auch fehlen. Die Grenzen des Modells müssen beschrieben werden. Das nennt man Modellkritik.
Nur zu Prüfzwecken – Eigentum der Westermann Gruppe 17 Digital WES-187271-017 EXPERTENWISSEN Vom Einzeller zum Vielzeller Verschiedene Grünalgen 1 M1 Volvox 1 Beschreibe die einzelnen Zelltypen von Volvox. 2 Erkläre, warum die Geschlechtszellen nicht allein überlebensfähig sind. | HILFE 3 Beschreibe die ungeschlechtliche und die geschlechtliche Fortpflanzung von Volvox. | HILFE 4 Beschreibe am Beispiel von Volvox den Begriff der Spezialisierung. | HILFE 5 Begründe, warum die Spezialisierung eine Voraussetzung für die Höherentwicklung von Lebewesen war. 6 Stelle Vermutungen an, warum Volvox als Modell für erste Vielzeller genannt wird. Volvox Die Grünalge Volvox bildet eine Zellkolonie aus bis zu 20 000 Einzelzellen. In der Hohlkugel gibt es zwei verschiedene Zelltypen. Die Körperzellen ähneln einzelligen Grünalgen. Sie sind über Zellplasma miteinander verbunden und sind allein nicht mehr lebensfähig. Sie können mithilfe des Chloroplasten Fotosynthese betreiben und so Stoffe aufbauen. Durch die Bewegungen der Geißeln kann sich die Volvoxkugel bewegen. Bei der ungeschlechtlichen Fortpflanzung bilden Körperzellen im Inneren von Volvox neue Zellkolonien. Ab einer bestimmten Menge reißt die Mutterkugel auf und gibt die Tochterkugeln frei. Für die geschlechtliche Fortpflanzung bildet Volvox die Geschlechtszellen Eizellen und Schwärmerzellen. Sie haben keine Chloroplasten und nutzen die Stoffe, die die Körperzellen bilden. Treffen sie im Wasser aufeinander, bilden sie eine neue Zellkolonie. Die Zellen der Volvoxkugel haben verschiedene Aufgaben. Man spricht von Spezialisierung. Einzeller und Zellkolonien Man nimmt an, dass das Leben auf der Erde vor etwa 3-4 Milliarden Jahre entstand. Dabei entwickelten sich aus einfach gebauten Einzeller über unzählige Zwischenschritte komplexer aufgebauten Vielzeller. Diese Entwicklung lässt sich an bestimmten Grünalgen nachvollziehen: Chlamydomonas ist eine einzellige Grünalge. Sie kann sich mit ihren Geißeln frei im Wasser bewegen. Gonium bildet Zellkolonien aus 4–16 Zellen, die Chlamydomonas ähneln. Die Zellkolonien entstehen durch Zellteilungen, wobei die Tochterzellen auf einem weichen Gelkissen aufliegen. Über das Gel können unter den Zellen Stoffe ausgetauscht werden. Wird eine Zelle aus der Kolonie abgetrennt, bleibt sie lebensfähig. Durch Zellteilungen können neue Zellkolonien entstehen. Die Kolonien von Eudorina bestehen aus 64 Zellen und haben ein Vorder- und ein Hinterende. Die Zellen am Vorderende haben größere Augenflecken als die Zellen am Hinterende. Geschlechtszelle Körperzelle Tochterkugel Geschlechtszelle: Schwärmerzelle Körperzelle Zellverbindung Geschlechtszelle: Eizelle Geißel Augenfleck Mitochondrium Zellkern Chloroplast Zellmembran Gel Chlamydomonas Volvox Eudorina Gonium
Nur zu Prüfzwecken – Eigentum der Westermann Gruppe 18 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 19 Digital WES-187271-019 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 20 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
Nur zu Prüfzwecken – Eigentum der Westermann Gruppe 21 Digital WES-187271-021 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 22 Stofftransport durch Membranen Diffusion Wenn man Tinte in ein Gefäß mit Wasser gibt, bilden sich zunächst blaue Schlieren im Wasser. Nach einiger Zeit kann man beobachten, dass sich die gesamte Flüssigkeit gleichmäßig blau einfärbt. Es ist eine einheitliche, homogene Lösung entstanden. In Flüssigkeiten sind die Teilchen ständig in Bewegung. Die Wasser- und Tintenteilchen verteilen sich mit der Zeit gleichmäßig im zur Verfügung stehenden Raum. Man nennt diese Teilchenbewegung Diffusion. Die Tintenteilchen diffundieren in die Räume zwischen den Wasserteilchen, wo die Konzentration an Tintenteilchen sehr niedrig ist. Umgekehrt diffundieren die Wasserteilchen in die Räume zwischen die Tintenteilchen, wo die Wasserkonzentration niedrig ist. Es findet ein Konzentrationsausgleich statt. Stofftransport durch Membranen Zellen und ihre Zellbestandteile wie Mitochondrien sind von Membranen umgeben. So wird der Stoffaustausch der Zelle und der Zellbestandteile mit ihrer Umgebung reguliert. Membranen sind für bestimmte Stoffe wie Wasser durchlässig. Andere größere Teilchen wie Zuckerteilchen können die Membran nicht einfach überwinden. Membranen sind also nicht für alle Stoffe durchlässig. Man bezeichnet sie als selektiv permeabel. Osmose In Bild 3 ist ein Gefäß mithilfe einer selektiv permeablen Membran in zwei Kammern geteilt. In beide Kammern wird Zuckerlösung gefüllt. Die Lösung in der linken Kammer enthält weniger Zuckerteilchen als die in der rechten. Prinzip der Diffusion 1 Im Spätsommer nach einem ausgiebigen Regenschauer platzen oft die süßen, reifen Kirschen auf. Wie lässt sich das erklären? GIDA-FILM
Nur zu Prüfzwecken – Eigentum der Westermann Gruppe 23 Digital WES-187271-023 Sie ist gering konzentriert. Was passiert? Die kleineren Wasserteilchen können sich in beiden Kammern verteilen, weil sie durch die Membran diffundieren können. Sie haben das Bestreben, einen Konzentrationsausgleich auf beiden Seiten der Membran zu erreichen. Daher strömen die Wasserteilchen immer vom Ort höherer Teilchenkonzentration zum Ort mit niedrigerer Teilchenkonzentration. Die Zuckerteilchen können sich wegen ihrer Größe nur in der Kammer bewegen, in der sie sich befinden. Das Volumen der Zuckerlösung in der rechten Kammer vergrößert sich durch das einströmende Wasser. Dies geschieht solange, bis die Konzentration der Zuckerlösung auf beiden Seiten der Membran gleich ist. Platzende Kirschen Im Sommer kann man nach Regenfällen am Kirschbaum aufgeplatzte Kirschen finden. Dies kann durch die Osmose erklärt werden. Die Außenhaut der Kirschfrucht erfüllt die Funktion einer selektiv permeablen Membran. Sind die Kirschen auf der Außenseite mit Wasser benetzt, strömen die Wasserteilchen in die Frucht, in die Zellen der Kirsche. Dort ist im Zellsaft und der Vakuole eine viel höhere Konzentration an Zuckerteilchen als im Regenwasser auf der Außenseite. In die Kirschzellen können die Wasserteilchen einströmen, die Zuckerteilchen wegen ihrer Größe aber nicht nach außen. Die Wasserteilchen streben einen Konzentrationsausgleich an. Das Zellinnere wird verdünnt. Sein Volumen steigt. Da sich die Zellen nicht beliebig ausdehnen können, reißt die Kirsche auf. Osmose 2 M1 Gummibärchen und Wasser 1 Beschreibe die Veränderungen im Bild. 2 Erkläre, warum das Volumen der Kirsche zunimmt. | HILFE 3 Begründe, warum die Diffusion Grundlage für die Osmose ist. | HILFE 4 Stelle Vermutungen an, was passiert, wenn eine Kirsche in eine sehr hoch konzentrierte Zuckerlösung gelegt wird. Gummibärchen enthalten viel Zucker und wenig Wasser. 1 Beschreibe die Beobachtungen des Versuchs. 2 Erkläre die Beobachtungen des Versuchs. | HILFE 3 Erläutere, warum das Gummibärchen heller wird. M2 Osmose bei der Kirsche Kirsche Wasser Zucker selektiv permeable Membran Zucker Wasser Petrischale mit Wasser
Nur zu Prüfzwecken – Eigentum der Westermann Gruppe 24 Unterschiedliche Außenmedien Im Zellplasma und der Vakuole sind Teilchen wie Zuckerteilchen in Wasser gelöst. Ist die Konzentration an Zuckerteilchen im Zellinneren genauso hoch wie in der Lösung um eine Zelle, gelangen gleich viele Wasserteilchen durch die Zellmembran nach innen wie nach außen. Das Zellinnere und das Außenmedium sind zueinander isotonisch. Hat das Außenmedium eine geringere Anzahl an Zuckerteilchen, ist die Lösung niedriger konzentriert als das Zellinnere. Das Außenmedium ist hypotonisch. Wasserteilchen strömen in die Zelle. Enthält das Außenmedium mehr Zuckerteilchen als das Zellinnere, ist das Außenmedium hypertonisch. Wasserteilchen strömen aus der Zelle heraus. 1 Beschreibe die Wasserströmungen in A–C. 2 Ordne den Zellen A–C die Begriffe isotonisch, hypertonisch und hypotonisch zu. Begründe. | HILFE M3 Außenmedien 3 Erkläre die unterschiedlichen Wasserströme in A–C. | HILFE 4 Stelle Vermutungen an, warum Patienten bei Infusionen eine „isotonische Kochsalzlösung“ verabreicht wird. Zellen eines Zwiebelhäutchens: A in einem isotonischen Außenmedium; B in einem hypotonischen Außenmedium; C in einem hypertonischen Außenmedium 3 1 Beschreibe das Modell. Ordne den Teilen des Modells die Begriffe Zellinneres und Zellwand zu. 2 Erkläre mithilfe des Modells die Entstehung des Turgordrucks. | HILFE 3 Nimm Stellung zu der Aussage: „Der Turgordruck ist der Innendruck der Zelle.“ M4 Turgor Wasser Wasser Wasser Wasser Wasser Wasser Wasser Wasser Wasser Wasser Zellwand Zellmembran Zellplasma Zellkern Vakuole Vakuolenmembran Luftballon Plastikflasche A B C A B C
Nur zu Prüfzwecken – Eigentum der Westermann Gruppe 25 Digital WES-187271-025 1 Beschreibe die Veränderungen in den beiden Bildern. 2 Erkläre, warum Salatblätter in zuckerhaltigen Salatsoßen schnell ihre Form verlieren. | HILFE 3 Erkläre, warum Tierzellen in hypotonischen Lösungen eher platzen als Pflanzenzellen. M5 Plasmolyse Pflanzenzellen und Außenmedium In Pflanzenzellen befinden sich eine oder mehrere Vakuolen, die von selektiv permeablen Membranen umgeben sind. In den Vakuolen befindet sich eine wässrige Lösung. Sind die Vakuolen der Zellen eines Blattes prall gefüllt, fühlt es sich fest und knackig an. Verlieren die Pflanzenzellen Wasser aus den Vakuolen, wird das Blatt schlaff. Die Blätter welken. Stellt man eine krautige, leicht welke Pflanze in Wasser, nimmt sie über ihre Wurzeln Wasser auf. Das Wasser gelangt auch in die Blattgewebe der Pflanze. Es dringt durch die Zellwand, die Zellmembran und durch das Zellplasma in die Vakuole. Dieser Wasserfluss findet statt, weil die Lösung in der Vakuole mehr Zuckerteilchen gegenüber der wässrigen Umgebung zwischen den Zellen des Blattgewebes ist. Die Lösung der Vakuole ist hypertonisch. Die Vakuole dehnt sich aus und vergrößert ihr Volumen. Das Zellplasma mit der Zellmembran wird an die Zellwand gedrückt. Turgordruck Die Zellwand ist fest, aber dehnbar. Das Zellplasma drückt die Zellmembran gegen die Zellwand. Man bezeichnet diesen Druck als Turgordruck. Die Zellwand übt einen Gegendruck aus. Der Zellwanddruck verhindert, dass Pflanzenzellen in hypotonischen Außenmedien mit geringer Konzentration an Zuckerteilchen und hoher Konzentration an Wasserteilchen platzen, obwohl vermehrt Wasser in die Zelle einströmt. Tierzellen haben keine Zellwand. Sie würden in hypotonischen Außenmedien wie in destilliertem Wasser platzen. Plasmolyse und Deplasmolyse Legt man Gewebe einer Pflanze in eine hoch konzentrierte, hypertonische Lösung an Zuckerteilchen, verändert sich jede Zelle. Wasser tritt aus der Zelle, um den Konzentrationsausgleich anzustreben. Das Zellplasma und die Vakuole verringern ihr Volumen. Dadurch löst sich die Zellmembran von der Zellwand ab. Dieser Vorgang heißt Plasmolyse. Bringt man die Zelle anschließend in destilliertes Wasser, tritt Wasser in die Zelle ein. Bei der Deplasmolyse legt sich die Zellmembran mit dem Zellplasma wieder an die Zellwand an. Welkende Pflanze 4 4 Viele Pflanzenzellen haben Farbstoffe in ihren Vakuolen eingelagert. Erkläre, warum die Vakuolen dieser Zellen nach der Plasmolyse oft dunkler gefärbt wirken. 5 Stelle Vermutungen an, warum das Trinken großer Mengen destillierten Wassers gesundheitsschädlich ist. Zellen in isotonischer Lösung Zellen in hypertonischer Lösung
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