Pflanzenzelle - Tierzelle

 

Formenvielfalt und Größe von Zellen

In ihrer Form und Größe sind sowohl die Zellen von den Tieren und Menschen sowie den Pflanzen unterschiedlich.
Betrachtet man unter dem Mikroskop beispielsweise die Zellen vom Flaschenkork, vom Holundermark und dem Zwiebelhäutchen, so wird deutlich, dass sich die Zellen in ihrer Form und Größe unterscheiden.

Nach der äußeren Form sind die Zellen z. B. quaderförmig, kugelig oder zylindrisch. Die verschiedenen Zellen erfüllen auch unterschiedliche Aufgaben.
Im mikroskopischen Bild erscheinen die Zellen flächig. Sie sind aber kleine Körper, die aus verschiedenen Bestandteilen bestehen.
Erhebliche Unterschiede gibt es in der Größe der Zellen. Zum Messen der Zellgröße wird die Maßeinheit Mikrometer (μm) verwendet. Ein Mikrometer ist der tausendste Teil (1/1000) eines Millimeters.

Im Allgemeinen beträgt der Zelldurchmesser 10 bis 250μm.
Sehr kleine Zellen findet man u. a. bei Pilzen. Sie sind nur den Bruchteil eines Millimeters lang. Faserzellen der Leinpflanze z. B. können dagegen bis zu 15 cm lang werden. Auch Nervenzellen können eine erhebliche Länge von bis zu einem Meter erreichen. Sehr groß sind auch die Eizellen einiger Tiere, z. B. erreicht die Eizelle unseres Haushuhns (das Eigelb) eine Größe von 20 mm (20 000 μm).

Bau einer Tier- und einer Pflanzenzelle
Zellen, quaderförmig
Zellen, zylindrisch
Zellen verschiedener Formen und Größe

Bestandteile und Funktionen pflanzlicher Zellen

Untersucht man mikroskopisch ein Moosblättchen, Holundermark oder auch das Zwiebelhäutchen und betrachtet man deren Zellen, kann man feststellen, dass die Zellen sich gegenseitig durch eine dünne Wand abgrenzen. Es ist die Zellwand. Sie enthält Cellulose. Auch bei anderen pflanzlichen Objekten werden die Zellen durch eine Zellwand abgegrenzt.

Bei allen pflanzlichen Zellen ist eine Zellwand vorhanden, die die Zelle nach außen begrenzt und ihr Festigkeit verleiht.

Innerhalb des Raums, den die Zellwand umschließt, ist in Zellen, die gefärbt wurden, ein Zellkern gut erkennbar. Er ist meist kugel- oder linsenförmig.

Das Hauptmerkmal der Zellen höherer Organismen besteht in ihrer Untergliederung in Zellkern und Zytoplasma. Beide Bereiche werden durch eine doppelte Kernmembran voneinander getrennt. Der Zellkern ist der Träger der Erbinformation. Von ihm werden alle Lebensprozesse gesteuert, die im Zytoplasma realisiert werden müssen. Die Kernmembran setzt sich dazu in Membransystemen fort, die das Zytoplasma durchziehen und endoplasmatisches Retikulum genannt werden. Am endoplasmatischen Retikulum laufen die meisten Stoffwechselprozesse ab. Es ist dicht mit Ribosomen, den Orten der Eiweißsynthese, besetzt. Im Zellplasma finden wir verschiedene Organellen, wie den Golgiapparat (Dictyosomen), die Mitochondrien und in Pflanzenzellen Plastiden und Vakuolen. Der Golgiapparat wird auch als Hauptumschlagplatz der Zelle bezeichnet. In ihm werden Enzyme gebildet und verschiedene Stoff- und Energiewechselprozesse durchgeführt. Die Mitochondrien sind die Orte der Zellatmung.

Zur Zellwand hin wird das Zellplasma von einem sehr dünnen Häutchen umgeben. Dieses Häutchen bildet die äußere Abgrenzung des Zellinhalts und liegt der Zellwand dicht an. Dieses feine Häutchen wird Zellmembran genannt. Im Mikroskop ist die Zellmembran schwer zu erkennen. Sie grenzt das Zellplasma ab und ermöglicht den Stoffaustausch zwischen den Zellen. Betrachtet man die Zellen der Laubblätter von Pflanzen, aber auch die Zellen der Außenschicht von Stängeln krautiger Pflanzen mithilfe des Mikroskops, so findet man in den Zellen eiförmige bis kugelige, kleine, grüne Gebilde. Sie werden Chloroplasten genannt. In den Chloroplasten der Pflanzenzellen findet die Fotosynthese statt.

Sie enthalten den grünen Farbstoff Chlorophyll. Daher rührt die grüne Farbe z. B. der Laubblätter.

In den Chloroplasten wird aus Wasser und Kohlenstoffdioxid Traubenzucker (Glucose) gebildet und dabei Sauerstoff freigesetzt, der in die Luft gelangt.

Betrachtet man ältere Pflanzenzellen mithilfe des Mikroskops, so erkennt man, dass sie im Zellinneren Hohlräume besitzen. Diese Hohlräume heißen Zellsafträume oder Vakuolen. Sie enthalten kein Zellplasma, sondern sind mit Zellsaft gefüllt.

Im Zellsaft können verschiedene Stoffe, wie Salze, Nährstoffe, Farbstoffe, gelöst sein.

Mit Zellsaft gefüllte Vakuolen können leicht in Zellen aus dem Fruchtfleisch der Ligusterbeere und der Tomate sowie in Zellen der roten Küchenzwiebel beobachtet werden.

Bestandteile und Funktionen tierischer Zellen

Zellen von Tieren und dem Menschen sind meist sehr weich und zerreißen leicht.

Es ist deshalb schwieriger, Mikropräparate von tierischen als von pflanzlichen Zellen herzustellen.
Von der Mundschleimhaut geht das aber verhältnismäßig leicht.
Im mikroskopischen Bild eines solchen Objekts ist wie bei pflanzlichen Zellen ein Zellkern zu erkennen. Abgegrenzt werden die Zellen ebenfalls durch eine Zellmembran. Eine Zellwand ist aber nicht vorhanden. Der Raum zwischen Zellkern und Zellmembran ist bei jungen wie auch bei älteren tierischen Zellen vollständig mit Zellplasma ausgefüllt.

Vakuolen mit Zellsaft fehlen. Chloroplasten sind ebenfalls nicht vorhanden.

Lebensvorgänge pflanzlicher und tierischer Zellen

Ernährung und Wachstum sind wesentliche Kennzeichen aller Lebewesen. Das gilt jedoch nicht nur für das ganze Lebewesen (den Gesamtorganismus), sondern auch für jede seiner lebenden Zellen. Zellen ernähren sich, dabei gibt es Unterschiede.

Die Zellen der Tiere und des Menschen sind auf organische Stoffe als Nährstoffe, z. B. Traubenzucker, Stärke, Eiweiß, Fett, angewiesen. Daraus bauen sie ihre eigenen organischen Körperstoffe auf. Man sagt, diese Zellen ernähren sich heterotroph. Die gebildeten Stoffe, die nicht gleich für die Aufrechterhaltung der Lebensfunktionen benötigt werden, können auch gespeichert werden, z. B. Fett in Fettzellen, sodass ein „Fettpolster“ entsteht.

Zellen der Pflanzen, die Chloroplasten besitzen, ernähren sich dagegen von anorganischen Stoffen, von Kohlenstoffdioxid aus der Luft, von Wasser und Mineralsalzen aus dem Boden. Man sagt, diese Zellen ernähren sich autotroph. Aus Wasser und Kohlenstoffdioxid bauen sie in den Chloroplasten mithilfe des Sonnenlichts Traubenzucker auf. Unter Nutzung von Mineralsalzen werden in den Zellen auch Eiweiße und andere Stoffe gebildet. Die gebildeten organischen körpereigenen Stoffe können in den Zellen bestimmter Teile der Pflanzen auch gespeichert werden. Diese Teile sind oft verdickt (z. B. Knollen der Kartoffel, Wurzeln der Zuckerrübe).

Zellen von Pflanzenteilen, die keine Chloroplasten besitzen, z. B. Zellen der Wurzel, müssen mit den in den anderen Zellen gebildeten organischen Stoffen versorgt werden.
Außer Traubenzucker wird in verschiedenen Teilen von Pflanzen Stärke gespeichert, so auch in der Kartoffelknolle. Diese Speicherorgane von Pflanzen werden oftmals als Nahrungsmittel verwendet.
Ob in den Nahrungsmitteln, die wir nutzen, Stärke enthalten ist, lässt sich leicht mithilfe einer Chemikalie, der Iod-Kaliumiodid-Lösung, nachweisen. Stärke färbt sich blauschwarz, wenn sie mit dieser Chemikalie in Berührung kommt.

Die organischen Nährstoffe (z. B. Traubenzucker, Eiweiß), die die Tiere und der Mensch benötigen, werden letztlich von grünen Pflanzen erzeugt. Grüne Pflanzen bilden also die Lebensgrundlage für alle Tiere und den Menschen.

Stärkenachweis an Bohnen

Zellen wachsen

Durch Aufnahme von Nährstoffen aus der Umwelt und ihre Umwandlung zu körpereigenen Stoffen in den Zellen nimmt das Zellplasma zu. Die Zellen wachsen.
Gleichzeitig entstehen bei Pflanzenzellen durch Wasseraufnahme Vakuolen. Die Zellen strecken sich, die Zellwand wächst. Die Zelle wird größer. Indem die Zellen wachsen, wächst auch das ganze Lebewesen.
Das Wachstum von Pflanzen, Tieren und dem Menschen unterscheidet sich. Während Pflanzen zeitlebens wachsen können, wachsen Tiere und der Mensch nur im Jugendalter. Das Pflanzenwachstum findet vor allem an den Blatt- und Wurzelspitzen sowie in den Blatt- und Blütenknospen statt.

Zellteilung

Die Zellen wachsen meist nur bis zu einer bestimmten Größe. Wenn sie diese Größe erreicht haben, teilen sie sich.

Zuerst teilt sich immer der Zellkern. Anschließend teilt sich die ganze Zelle, die Mutterzelle. Dabei bildet sich zwischen den beiden Teilen eine Zellmembran. Man unterscheidet Mitose und Meiose.
Die tierische Mutterzelle schnürt sich von außen ein und bildet eine Zellmembran zwischen den beiden Kernen.
Bei der pflanzlichen Mutterzelle entsteht von innen zusätzlich eine neue Zellwand, die beide Kerne trennt.

Es entstehen zwei Tochterzellen, die zunächst zusammen nur so groß sind wie die Mutterzelle, aus der sie entstanden sind.
Jede der beiden Zellen wächst nun wieder. Ist eine bestimmte Größe erreicht, können sie sich ebenfalls teilen. So erfolgt ständig eine Erneuerung und Vermehrung der Zellen.
Während sich bei Pflanzen vor allem junge Zellen (an den Spitzen der Wurzeln und der Sprossachsen, z. B. in den Blatt- und Blütenknospen) teilen, gibt es in den meisten Organen bei den Tieren und dem Menschen Zellen, die sich teilen können.

Eine Pflanzenzelle wächst (schematisch)
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