Modelo de la célula vegetal - 3B Scientific
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Mo<strong>de</strong>ll <strong>de</strong>r Pf<strong>la</strong>nzenzelle<br />
(Vergrößerung etwa 500.000 - 1.000.000-fach)<br />
Deutsch<br />
Historisches zur pf<strong>la</strong>nzlichen Zelllehre (Zytologie)<br />
Die Zytologie ist eine eigenständige Wissenschaft innerhalb <strong>de</strong>r Botanik, die sich mit <strong>de</strong>r Struktur und<br />
<strong>de</strong>n Funktionen <strong>de</strong>r pf<strong>la</strong>nzlichen Zelle beschäftigt. Den Begriff Zelle (<strong>la</strong>t. cellu<strong>la</strong> = Kämmerchen) prägte<br />
im Jahre 1665 Robert Hooke, nach<strong>de</strong>m er diese im Gewebe <strong>de</strong>s F<strong>la</strong>schenkorks mit Hilfe eines <strong>de</strong>r ersten<br />
Lichtmikroskope ent<strong>de</strong>ckte und <strong>de</strong>tailliert aufzeichnete. Zu Beginn <strong>de</strong>s 19. Jahrhun<strong>de</strong>rts wur<strong>de</strong> die Zelle<br />
von Franz Meyen (1804 – 1840) als Elementareinheit <strong>de</strong>r Pf<strong>la</strong>nzenorgane erkannt. 1838/1839 begrün<strong>de</strong>n<br />
Matthias Jacob Schlei<strong>de</strong>n und Theodor Schwann die Zellentheorie: „Pf<strong>la</strong>nzen und Tiere sind gleichermaßen<br />
stets von Zellen aufgebaut“. 1845 veröffentlichte Karl Theodor Ernst von Siebold aufgrund <strong>de</strong>r<br />
Beobachtung an Protozoen (Einzeller), dass Zellen unabhängig voneinan<strong>de</strong>r leben können und die kleinste<br />
lebensfähige Einheit darstellen. Zur gleichen Zeit wi<strong>de</strong>rlegten Louis Pasteur und an<strong>de</strong>re die damals<br />
gelten<strong>de</strong> Theorie, dass Zellen spontan aus toter organischer Materie (generatio spontanea) entstehen<br />
können. 1855 bestätigte Rudolf Virchow die Theorie Meyens, dass je<strong>de</strong> Zelle aus einer an<strong>de</strong>ren entsteht<br />
(„omnis cellu<strong>la</strong> ex cellu<strong>la</strong>“). 1879 ent<strong>de</strong>ckte Eduard Strasburger die Kernteilung bei Pf<strong>la</strong>nzen. Ein wichtiger<br />
Schritt im Verständnis von Bau und Funktion <strong>de</strong>r Zelle wur<strong>de</strong> mit <strong>de</strong>r Entwicklung <strong>de</strong>s Transmissions-<br />
Elektronenmikroskopes im Jahr 1940 durch E. Ruska und H. Mahl erzielt.<br />
Wie im tierischen System zeichnen sich auch die pf<strong>la</strong>nzlichen Zellen dadurch aus,<br />
• dass sie komplexer organisiert sind als ihre Umgebung<br />
• dass sie auf Reize aus ihrem Inneren und aus ihrer Umgebung reagieren<br />
• dass sie die Fähigkeit haben, sich zu vermehren.<br />
Unterschie<strong>de</strong> im Grundbaup<strong>la</strong>n von pf<strong>la</strong>nzlichen und tierischen Zellen<br />
Trotz <strong>de</strong>r 1838 von Schlei<strong>de</strong>n und Schwann gefun<strong>de</strong>nen Übereinstimmung im zellulären Aufbau von<br />
Pf<strong>la</strong>nzen und Tieren gibt es wichtige Unterschie<strong>de</strong> in <strong>de</strong>ren Grundbaup<strong>la</strong>n. ® So unterschei<strong>de</strong>t sich die<br />
Mehrzahl <strong>de</strong>r Pf<strong>la</strong>nzenzellen von <strong>de</strong>n tierischen Zellen in folgen<strong>de</strong>n drei Merkmalen:<br />
1. Die pf<strong>la</strong>nzlichen Zellen sind von einer Zellwand umhüllt, die <strong>de</strong>m osmotischen Innendruck <strong>de</strong>r Zelle<br />
(= Turgor) entgegensteht und ihr dadurch eine hohe Festigkeit verleiht.<br />
2. Nur die pf<strong>la</strong>nzlichen Zellen besitzen als Organellen die P<strong>la</strong>sti<strong>de</strong>n, dazu gehören z.B. die grünen<br />
Chlorop<strong>la</strong>sten, die Orte <strong>de</strong>r Photosynthese.<br />
3. Sie besitzen die pf<strong>la</strong>nzentypischen Zellsaftvakuolen, in <strong>de</strong>nen gelöste Stoffe gespeichert und<br />
Makromoleküle abgebaut wer<strong>de</strong>n.<br />
Die pf<strong>la</strong>nzliche Zelle besitzt eine durchschnittliche Größe von 10 - 100 µm und kann mit einfachen<br />
Lichtmikroskopen beobachtet wer<strong>de</strong>n. Ein Baum besteht aus bis zu 10 13 (= 10 Billionen) Zellen! In mehrzelligen<br />
Organismen bil<strong>de</strong>n sie Verbän<strong>de</strong> aus gleichartigen, zum Teil stark differenzierten und dadurch<br />
spezialisierten Zellen (= Gewebe).<br />
Bau und Funktion <strong>de</strong>r pf<strong>la</strong>nzlichen Zelle<br />
(Nummerierung siehe Abbildung)<br />
Wichtig: Im Gegensatz zum vorliegen<strong>de</strong>n Mo<strong>de</strong>ll sind in einer leben<strong>de</strong>n Zelle alle Bestandteile ständig<br />
in Bewegung und im Fluss !!!<br />
Die einzelnen Zellbestandteile, besitzen unterschiedliche Ausstattungen z.B. an Proteinen/Enzymen,<br />
Ionenmilieu etc. und <strong>la</strong>ssen sich am sinnvollsten entsprechend ihrer Funktionen einteilen. Ein wichtiger<br />
Begriff in <strong>de</strong>r pf<strong>la</strong>nzlichen Zytologie ist <strong>de</strong>r Protop<strong>la</strong>st, darunter versteht man eine von einer<br />
Zytop<strong>la</strong>smamembran umgebenen Zelle bei <strong>de</strong>r die Zellwand entfernt wur<strong>de</strong>.<br />
Zytop<strong>la</strong>sma mit Zytoskelett (1)<br />
Im Laufe <strong>de</strong>r Evolution wur<strong>de</strong> eine Art Arbeitsteilung innerhalb einer Zelle eingeführt, die man<br />
Kompartimentierung nennt. Dies wird erreicht in<strong>de</strong>m spezielle Reaktionsbereiche, die Organellen (griechisch:<br />
Organon = Werkzeug), durch Membranen umhüllt und abgegrenzt wer<strong>de</strong>n. Diese Organellen<br />
kann man im flüssigen und farblosen Zytop<strong>la</strong>sma <strong>de</strong>s Protop<strong>la</strong>sten (60 bis 90 % Wasser, Proteine,