Wichtige Allgemeine Hinweise

Übung Biologie I/A: Zellbiologie
(Studienziel Bachelor, Lehramt für Gymnasien und Gesamtschulen)
Wichtige Allgemeine Hinweise
1. Zu den Übungen Biologie I/A bitte unbedingt mitbringen:
o Kursprogramm, das Sie gerade lesen
o Präparierbesteck bestehend aus: 2 Präpariernadeln, 2 spitzen Pinzetten,
davon 1 Uhrmacherpinzette, 1 dünnen Wasserfarbpinsel, 1 Plastikpipette,
frischen, zweischneidigen Rasierklingen, etwas Filterpapier, Objektträgern
(1 Packung mit 50 Stück), Deckgläsern 18 x 18 mm (ca. 200 Stück)
o Zeichenmaterial bestehend aus: weißem Zeichenpapier, Bleistiften mittlerer
Härte, z. B. HB (zu harte Bleistifte drücken durch, zu weiche ergeben ein
verschmiertes Bild), Bleistiftspitzer, Radiergummi, Protokollheft
o Taschenrechner, Uhr mit Sekundenzeiger
2. Voraussetzungen für eine erfolgreiche Teilnahme an der
studienbegleitenden Fachprüfung:
Anwesenheit (maximal einmal Fehlen mit Attest), Mitarbeit (theoretische
Vorbereitung, Protokoll)
3. Termine für die studienbegleitende Fachprüfung und Nachprüfungen
21.02.09, 12 – 14 Uhr studienbegleitende Fachprüfung: Hörsäle I-III
Physik, Kurt-Alder Hörsaal und Hörsaal II Chemie
02.04.09, 12 – 14 Uhr 1. Nachprüfung: Hörsäle I-III Physik
30.07.09, 12 – 14 Uhr 2. Nachprüfung: Großer Hörsaal Biologie, Weyertal
4. Literatur zum Praktikum:
a) B. Alberts et al. (2001), Lehrbuch der Molekularen Zellbiologie. 2. korr.
Aufl., Wiley-VCH („der kleine Alberts“)
b) N. A. Campbell (2006), Biologie, 6. Auflage, Spektrum
c) Kurze Übersichten zu den Methoden der Zellbiologie (z. B. Licht- und
Elektronenmikroskopie) in Lehrbüchern der Zellbiologie, etwa
H. Kleinig, U. Maier (1999), Zellbiologie, G. Fischer, pp. 504-511
H. Lodish et al. (2005), Molekulare Zellbiologie, 4. Aufl. Spektrum, pp.
154-172

Kursprogramm Wintersemester 2008/2009
03.11. – 05.11.2008 M. Melkonian
Thema: Einführung in die Zelle, Lichtmikroskopie
Aufbau und Funktion des Lichtmikroskops, Beobachtung, Zeichnen, Fotografie
Quantitative Messungen am Lichtmikroskop, Bau einer eukaryotischen Zelle
• Eremosphaera viridis (Chlorophyta, Viridiplantae)
Leitbegriffe:
Lichtmikroskop: Strahlengang, Auflösung, numerische Apertur, Hellfeld, Dunkelfeld,
Phasen- und Differential-Interferenzkontrast, Polarisation, Fluoreszenz, Videomikroskopie,
konfokale Laser-Raster-Mikroskopie
Protocyt, Eucyt, Kompartiment, Zellorganell, Kompartimentierungsregel
10.11. - 12. 11.2008 J. Brüning
Thema: Membranen, Struktur und Funktion
Einzelzellen mit und ohne Zellwand, Zellform, Zellgröße, Labilität von Protoplasten
• isolierte Assimilationsparenchymzellen von Asparagus falcatus, (Zellform bedingt
durch eine zellulosische Zellwand, Festigkeit der Zellen)
• Zellform von Erythrocyten (Zellen ohne Zellwand, Zellform bedingt durch das
Cytoskelett, Zellen labil, hypotone Lyse)
• isolierte Protoplasten von Blatt-Mesophyllzellen von Valerianella locustra var.
olitoria (= Feldsalat, Rapunzel), (Zellen ohne Zellwand, kugelförmig, labil, hypotone
Lyse)
Membranpermeabilität, Plasmolyse-Deplasmolyse, pflanzliche Zentralvakuole, Tonoplast,
Stoffspeicherung nach dem Ionenfallenprinzip
• Rhoeo spathacea: abgezogene Epidermis, Plasmolysestudien, Bestimmen des
osmotischen Wertes bei Grenzplasmolyse
• Bryophyllum daigremontianum: Neutralrot-Speicherung nach dem Ionenfallenprinzip
Antigene der Zellmembran von Erythrocyten, Blutgruppenbestimmung
• Blutgruppenbestimmung mit Eigenblut
Leitbegriffe:
Konzept der Biomembran, Membranmodelle
Chemische Zusammensetzung von Biomembranen (Membranlipide, Micellen, Lipid-
Doppelschicht, Liposomen, Phasenübergänge, Membranproteine, Gefrierätzung,
Detergenzien, Lateraldiffusion, Glykolipide, Glykoproteine, Membranasymmetrie,
Glykokalyx, Lektine, membranständige Antigene) Transport über Membranen,
Diffusion, Permeabilität, passiver und aktiver trägervermittelter Transport,
Translokatoren, Membranpotential, die Pflanzenzelle als osmotisches System, das
Vakuom der Pflanzenzelle (Bedeutung der Vakuolen als Speicherkompartiment, das
lytische System der Pflanzenzelle, Osmose, Turgor, Wasserpotential)
Die Plasmamembran (spezifischer Aufbau und Funktionen, Rezeptormoleküle, Zellerkennung,
Zellfusion, Plasmamembran von Erythrocyten)

17.11. – 19.11.2008 B. Becker
Thema: Endomembranen, Elektronenmikroskopie
Endomembranen (Endocytose und Exocytose, kontraktile Vakuolen)
• Phagocytose bei Tetrahymena. Markierung der Nahrungsvakuolen mit
Tuschepartikeln. Aufnahme-Kinetik
• Phagocytose bei Paramecium, Markierung der Nahrungsvakuolen mit neutralrotgefärbten
Hefezellen
• Funktion kontraktiker Vakuolen (Tetrahymena oder Paramecium)
• Regulierte Exocytose: Muco- und Trichocysten bei Einzellern
Leitbegriffe:
Endomembransystem, Endoplasmatisches Retikulum, Co-translationaler Proteinimport,
Signalpeptid, SRP, Golgi-Apparat, vesikulärer Transport, SNARE, bedeckte (coated)
Vesikel, trans-Golgi-Netzwerk, sekretorischer Weg, Exocytose, Lysosom, Vakuole,
Endocytose, Clathrin, Endosom, Phagocytose, Pinocytose, Elektronenmikroskopie,
Transmissionselektronenmikroskop, Rasterelektronenmikroskop, Fixierung, Einbettung,
Ultramikrotomie, Kontrastierung, Cryo- und Replica-Techniken, Immun-
Elektronenmikroskopie
24.11. – 26.11.2008 S. Könen-Waismann, J.C. Howard
Thema: Cytoskelett und Zellmotilität
Cytoskelett und Zellmotilität, Aktomyosin-vermittelte Bewegungen, Plasmaströmung,
Mikrotubuli-vermittelte Zellmotilität, Geißelbewegung, Phototaxis, Geißelbildung, Inhibitoren
der Zellmotilität, Darstellung des Cytoskeletts mittels Immunfluoreszenz
• Plasmaströmung bei Nitella sp. (Charophyceae, Viridiplantae): Rotationsströmung,
Bestimmung der Strömungsgeschwindigkeit, Einfluß von Temperatur,
Licht und Inhibitoren auf die Plasmaströmung
• Geißelbewegung (Chlamydomonas reinhardtii), Phasenkontrast, Geißelfärbung,
Phototaxis (Demonstration)
• Geißelregeneration nach experimenteller Amputation der Geißeln (Chlamydomonas
reinhardtii), Einfluß von Temperatur und Cycloheximid auf die Geißelregeneration
Leitbegriffe:
Cytoskelett, Proteinfilamente, Aktinfilamente, Mikrotubuli, Intermediärfilamente, Aktin,
Tubulin, Polymerisation, dynamische Instabilität, Motorproteine, Myosine, Dyneine,
Kinesin, mechanochemischer Zyklus, aktinbindende Proteine, MAPs, MTOC, Centrosom,
Centriol, Geißel (Flagellum, Cilium), intrazellulärer Transport, Axon, amöboide
Bewegung, Cortex, Filopodium, Lamellipodium, Plasmaströmung, Muskelkontraktion,
Sarkomer, Regulation der Cytoskelettdynamik, Immunfluoreszenz

01.12. – 03.12.2008 J.C. Howard
Im Kursraum Genetik EG!
Thema: Mitochondrien und Plastiden
Plastidenformen, Plastidenpigmente, -teilung, -bewegung, -funktion
• Sirogonium sp.: bandförmiger Chloroplast mit Pyrenoiden; Gonatozygon
kinahanii: plattenförmiger Chloroplast mit Pyrenoiden, Schwachlicht-Starklicht-
Stellung (Photodinese)
Morphologie, Dynamik und Funktion von Mitochondrien
• Nachweis von Mitochondrien in Zellen der Zwiebelepidermis mit Janus-Grün-Färbung
• Nachweis von Mitochondrien in der Bäckerhefe Saccharomyces cerevisiae durch
Fluoreszenzmikroskopie: Markierung von Mitochondrien durch GFP
Wachstumsanalyse atmungsdefizienter Zellen von Saccharomyces cerevisiae;
Bedeutung mitochondrialer DNA; cytoplasmatische und mendelsche Vererbung
Leitbegriffe:
Struktur und Organisation von Mitochondrien und Plastiden, Evolution (Endosymbiontentheorie),
membrangebundene, protonengetriebene ATP-Synthese in Mitochondrien
und Chloroplasten (chemiosmotische Theorie nach Mitchell, Protein-Pigment-Komplexe
der Elektronentransportkette in Chloroplasten, Proteinkomplexe der Atmungskette),
ATP-Synthase
Mitochondrien- und Plastidengenome, Semiautonomie, Gentransfer, Proteinimport,
Stoffwechselfunktionen von Mitochondrien und Plastiden, Membrantransportprozesse
08.12. – 10.12.2008 M. Hülskamp
Thema: Zellkommunikation und Signalübertragung
Zellkommunikation und Signalübertragung
Signale: Licht, mechanische Reize, Temperatur, elektrische Reize, Liganden
Reaktionen: Wachstums- und Entwicklungsprozesse, Bewegungen, Zell-Zell-Kommunikation
• Wirkung von Licht auf Wachstum, Entwicklung und Differenzierung des
Senfkeimlings (Anthocyane, Wurzelhaare, Hypokotyllänge)
• Zell-Zell-Wechselwirkungen bei der Entwicklung und Differenzierung der Spaltöffnungen
von Aeonium
• Reizbarkeit der Blattbewegungen von Dionaea (Venusfliegenfalle)
• Aggregation und Differenzierung beim Schleimpilz Dictyostelium discoideum
Leitbegriffe:
Signale, Signalübertragung, Rezeptoren, Rezeptorproteine, Signalkaskade, Signalverstärkung,
Second Messenger, cyclisches AMP, Calmodulin, Calcium, Adenylcyclase,
G-Protein, Molekularer Schalter, Proteinkinasen, Hormone, Zellkommunikation, differentielle
Genexpression, Differenzierung, Morphogenese, Determination

15.12. - 17.12.2008 G.Plickert
Thema: Zellteilung und Zellzyklus
Interphase und Mitose, Chromosomen, Chromatin, DNA-Färbung, Mitosespindel,
Chromosomenbewegung, Cytokinese, Phragmoplast
• Mitosestadien (Prophase, Metaphase, Anaphase, Telophase) in der Wurzelspitze
von Allium cepa (Küchenzwiebel) nach Anfärbung des Chromatins mit
Karminessigsäure (Kurspräparation). Ermittlung der Dauer der Einzelphasen.
• Zellteilungen in Embryonalstadien von Paracentrotus lividus (Echinodermata).
Zellzyklus in Meristemen und Embryonen im Vergleich.
Leitbegriffe:
Zellzyklus, Interphase, M-Phase, G1-Phase, S-Phase, G2-Phase, Prophase, Metaphase,
Anaphase, Telophase, Cytokinese, Chromatin, Chromatid, Mitosespindel,
Chromosomenbewegung, Kinetochor, Spindelpol, kontraktiler Ring, Phragmoplast, Zellzykluskontrolle,
MPF, Cycline, Cdks, Replikation
12.01 - 14.01.2009 B.Marin
Thema: Chromosomen, Geschlechtszellen, Befruchtung, Meiose
Chromosomenbau (Polytän), Gameten (Eizellen, Spermatozoiden)
• Präparation von Riesenchromosomen aus Speichedrüsen der Larven von Drosophila
• Präparation von Ovarien und Hoden von Drosophila
Leitbegriffe:
Chromosom, Chromatin, Histone, Nucleosom, Centromer, Telomer, Meiose, Crossing-
Over, homologe Chromosomen, Synaptonemalkomplex, Riesenchromosom, Gamet,
Isogamie, Anisogamie, Oogamie, Eizelle, Spermatozoid, Befruchtung, Akrosomreaktion,
Cortikalreaktion, Keimbahn und Soma
19.01 – 21.01.2009 S. Waffenschmidt
Thema: Extrazelluläre Matrix, Zelladhäsion, Zellverbindungen
Zellwände von Bakterien (Gramfärbung), Glykoprotein-Zellwand von Chlamydomonas
(Autolysine), Zellwände von Pflanzen (Cellulose, Lignin, Kork), extrazelluläre Matrix
tierischer Zellen (Kollagen)
• Zellwände von Bakterien, Gramfärbung, gram-positive und gram-negative Zellwände
• Stadienspezifische Zellwandlyse bei Chlamydomonas reinhardtii (Chlorophyta,
Viridiplantae), Immobilisierung der Zellen in Agarose, Auflösung der Sporangienwand
mit v-Lysin
• Färbung der Zellwände von Pflanzen im Gewebeverband (Cellulose, Lignin,
Kork), Querschnitte durch Sprossachsen und Blattstiele (diverses Material)

• Zelladhäsion von Fibroblasten in Zellkulturen (Kollagen, Fibronectin) und
Zellwanderung
Leitbegriffe:
Extrazelluläre Matrix, Zellwand, Cellulose, Protopektin, Lignin, Xyloglucan, Peptidoglycan,
grampositive Zellwand, gramnegative Zellwand, Protoplast, Kollagen, Proteoglykan,
Glykosaminoglykan, Fibronectin, Integrin, Plasmodesmen, Basallamina, Tight
Junction, Gap Junction, Desmosom, Adhärenz Junction, Cadherine
26.01. – 28.01.2009 S. Roth
Thema: Zelltypen und Gewebe bei Tieren
Zelltypen und Gewebe bei Vertebraten (Mammalia, Aves), Histologie (Fixierung und
Einbettung in Paraffin, Mikrotomie, Färbungen), Epithelien, Zentralnervensystem,
Muskelzellen, Bindegewebe, Blutgefäße.
Praktische Aufgaben: Mikroskopische Analyse von drei Semidünnschnitt-Präparaten,
Anfertigung von Übersichts- und Detailzeichnungen, Diskussion der Ergebnisse:
• Haut (Homo sapiens, Färbemethode: Hämalaun/Eosin)
• Dünndarm (Rattus norvegicus, Färbemethode: Richardson)
• Rückenmark (Anas platyrhynchos, Färbemethode: Klüver-Barrera)
Leitbegriffe:
Allgemeine Begriffe: Keimblätter (Ektoderm, Endoderm, Mesoderm), Gewebstypen
(Epithelgewebe, Bindegewebe, Muskelgewebe, Nervengewebe), Polarität von
Epithelzellen, Zell-Zellkontakte, Extrazellulärmatrix, Basallamina, Stammzellen.
Spezielle Begriffe: Haut: Epidermis, Keratinozyten, Keratine, Stratum basale, Stratum
spinosum, Stratum granulosum, Stratum corneum, Haarfollikel, Melanozyten,
Talgdrüsen, Sebozyten, Dermis, Fibroblasten, Endothelzellen, Kollagen, Elastin,
Hypodermis, Fettgewebe, Adipozyten; Dünndarm: Krypten, Zotten, Bürstensaumzellen
(Enterozyten), Becherzellen, Panethzellen, Makrophagen, Lymphgefäße, glatte
Muskulatur; Rückenmark: Zentralnervensystem, peripheres Nervensystem, Hirnhäute
(Meningen, Pia mater, Pia arachnoidea, Pia dura), Liquor cerebrospinalis, Blut-
Hirnschranke, graue und weiße Substanz, Hinterhorn, Vorderhorn, Dorsalwurzel,
Ventralwurzel, motorische und sensorische Neurone, Reflexkreis, Perikaryon, Dendrit,
Axon, Synapse, Gliazellen (Astrozyten, Oligodentrozyten, Schwann-Zellen, Mikroglia),
Myelin, Ranvier-Schnürringe.
02.02. - 04.02.2009 K. Brachhold
Thema: Zelltypen und Gewebe bei Pflanzen
Meristematische und differenzierte Pflanzenzellen, differenzierte Zelltypen von Pflanzen
(Sprossachse), Epidermis, Trichome, Parenchym, Kollenchym, Zelltypen des
Leitgewebes (Xylem, Phloem)
• Vergleich einer meristematischen und einer differenzierten Pflanzenzelle durch
Auswertung elektronenmikroskopischer Bilder
• Querschnitt durch ein Internodium einer Sprossachse (Buntnessel, Coleus sp.,
Lamiaceae), Färbungen (Lignin- und Stärkenachweis) und Identifizierung und
zeichnerische Darstellung aller Zelltypen

Leitbegriffe:
Meristem, Zellplatte, Phragmoplast, Plasmodesmen, Proplastid, Zellwand, Mittellamelle,
Primärwand, primäre Tüfelfelder, Apikal- und Lateralmeristeme, Streckungswachstum,
Differenzierung, Dedifferenzierung, Phytohormone, Abschlussgewebe, Epidermis,
Exodermis, Periderm, Kork, Idioblasten, Trichome, Parenchym, Kollenchym, Sklerenchym,
Lignin, Leitgewebe, Xylem, Phloem, Tracheiden, Tracheenelemente, Siebzellen,
Siebröhrenelemente, Geleitzellen, Fasern