1.1 Einführung zum Thema Zellen

50 micrometer

Paramecium

0.5 micrometers

10 micrometers

5 micrometers

Zellentheorie

• Alle lebenden Organismen bestehen aus Zellen.• Organismen, die aus einer einzigen Zellen

bestehen, führen alle Lebensfunktionen dieser Zelle aus.– Ernährung– Stoffwechsel– Wachstum– Reaktion– Exkretion– Homöostase– Reproduktion

Einzeller Paramecium

Einzeller Chlorella

Ausnahmen von der Zellentheorie

• Muskelzellen• Riesenalgen• Nicht septierte Pilzfäden

Skelettmuskel

Muskelfaser(Muskelzelle) mit vielen Zellkernen

Pilzfäden

Größe von Zellen

Froschembryo

Eukaryotische Zelle

Mitochondrium

Bakterien

Viren

Proteine

DNA

Hühnerei

Menschen

Große Bäume

Atome

1 centimeter (cm) = 1/100 m1 millimeter (mm) = 1/1000 m

Maßeinheiten:

Durchmesser

Sic

htb

ar

mit

kon

ven

tion

elle

mE

lekt

ron

enm

ikro

sko

p

Sic

htb

ar

mit

Lic

htm

ikro

sko

p

Sic

htb

ar

mit

blo

ße

m A

ug

e

1 micrometer (µm) = 1/1,000,000 m1 nanometer (nm) = 1/1,000,000,000 m

100 µm

10 µm

1 µm

100 nm

10 nm

1 nm

0.1 nm

1 mm

1 cm

10 cm

100 m

10 m

1 m

Sic

htb

ar

mit

spe

zie

llem

Ele

ktro

nen

mik

rosk

op

Warum sind Zellen so klein und kugelförmig?

Distanz zumZentrum (r)

Oberfläche(4pr2)

Volumen(4/3 pr3)

Oberfläche/Volumen

1.0 3.0

12.6

4.2

3.0

113.1

113.1

1.0

r

r

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

Der große und der kleine

Würfel unterscheiden

sich durch Volumen und Oberfläche. Der kleine

Würfel hat ein kleineres

Volumen und eine kleinere Oberfläche.

Wenn man den großen Würfel

mit vielen kleinen Würfeln füllt, haben alle kleinen Würfel gemeinsam das gleiche Volumen

aber eine viel größere

Oberfläche als der große Würfel.

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

Warum sind Zellen so klein und kugelförmig?

• Zellen sind so klein und kugelförmig, weil kleine Objekte ein größeres Verhältnis von Oberfläche zu Volumen haben.

• Wäre das Volumen zu groß, könnten produzierte Stoffe und Wärme nicht genügend nach außen abgegeben werden und die Zelle würde sterben.

Zellentheorie

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

Zellentheorie

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

Zellentheorie

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

Alle Zellen besitzen die gleichen Chromosomen!

Hier ist ein solches Chromosom zu sehen.

Auf jedem Chromosom finden wir viele Gene.Die Gene sind verantwortlich

für die Bildung spezifischer Zellen.

Die Gene sind verantwortlich für die Bildung spezifischer

Zellen.

Nicht alle Gene werden für die spezifische Zelle benötigt!

Alle Zellen besitzen die gleichen Chromosomen!

Hier ist ein solches Chromosom zu sehen.

Auf jedem Chromosom finden wir viele Gene.

Die Gene sind verantwortlich für die Bildung spezifischer

Zellen.

Die Gene sind verantwortlich für die Bildung spezifischer

Zellen.

Nicht alle Gene werden für die spezifische Zelle benötigt!

Zellentheorie

• Die Fähigkeit von Stammzellen zur Teilung und Differenzierung über verschiedene Stoffwechselwege ist bei der Embryonalentwicklung erforderlich.

• Außerdem sind die Stammzellen durch diese Fähigkeit für therapeutische Zwecke geeignet.

Berechnung der Vergrößerung

Vergrößerung = gemessene Größe ÷ reale Größe