Natur und Technik für den Pflichtschulabschluss: Die Zelle


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Definition und Teile einer ZelleBearbeiten

 
Tierzelle

Wenn wir Blut spenden, erfahren wir oft, dass das Blut aus weißen und roten Blutkörperchen als auch aus Blutplättchen besteht. Die Blutkörperchen sind sogenannten "Zellen", die Blutplättchen hingegen Zellenteile. Was ist aber eine Zelle und woraus besteht sie?

Eine Zelle ist die kleinste lebende Einheit aller Organismen. Ein Organismus in der Biologie ist alles, was lebendig ist. Was lebendig ist, also die Merkmale des Lebens, werden wir in einem anderen Kapitel erfahren. Ein Organismus kann ein- oder mehrzellig sein. Der menschliche Körper besteht aus viele viele Zellen, die sich in Verbindung befinden und miteinander Kommunizieren. Er ist mehrzellig. Ein Bakterium hingegen hat nur eine Zelle (Einzeller) und ist daher sehr klein (man kann es nur mit einem Mikroskop sehen).

Das Wort Organismus kommt aus dem griechischen Wort Organ („Werkzeug“). Jeder Organismus (auch ein Bakterium) besteht aus mehreren Teilen. Jeder davon hat eine gewisse Funktion, die für den ganzen Organismus notwendig ist. Die Teile eines Mehrzellers nennt man Organen (sie bestehen aus mehreren Zellen), die Teile einer Zelle Zellorganelle. Eine Zelle kann verschiedene Zellorganelle beinhalten, je nach Funktion und Zugehörigkeit (z.B. ob die Zelle einer Pflanze oder einem Tier gehört).

Eine tierische Zelle (Bild) besteht aus einer äußeren Membran (8) (sie ist die „Haut“ der Zelle), das endoplasmatische Retikulum (2) (etwas wie Rohre, die die verschiedenen Teile der Zelle verbinden und als Basis für die Produktion und Transport von Proteinen funktionieren) und der Golgi Apparat (etwas wie kleine Zysten, die vor allem dem Transport der Proteinen dienen) (3), einen in einer Doppelmembran eingehüllten Zellkern (1) (wo das DNA ist, also die Information für die Funktion und die Vermehrung der Zelle), Mitochondrien (5) (wo die Energie produziert wird) und Ribosomen (die sich an der Wand des endoplasmatischen Retikulums befinden und wo die Proteinen produziert werden, die für die Funktion und Aufbau der Zelle notwendig sind).

Im Bild sieht man dazu Lysosomen und Peroxisomen (6), die die Verdauungs- und Entgiftungsorganellen der Zelle darstellen, als auch eine geißelförmige und eine Haarförmige Struktur der Membran (10), die bei manchen Zellen zur Fortbewegung dienen.

Pflanzenzellen haben dazu eine Zellwand (eine weitere „Haut“ außerhalb der Membran) und Chloroplasten (wo die Energie der Sonne aufgefangen und in Molekülen gespeichert wird) (beides nicht im Bild).

Die Evolution der ZelleBearbeiten

Laut der Evolutionstheorie gab es am Anfang kein Leben auf der Erde. Wie man im Bild über die Evolution sehen kann, sind die ersten Zellen vor ca. 4 Milliarden Jahren erschienen. Diese hatten eine ganz einfache Struktur. Sie hatten keine Zellorganellen außer einer Membran. Sie konnten sich reproduzieren, also sie hatten auch DNA.

Ungefähr vor 2,4 Milliarden Jahren ist eine Atmosphäre mit Sauerstoff entstanden. Der Theorie nach wurde dieser Sauerstoff von Einzellern ohne Zellkern produziert, die Cyanobakterien ähnelten. Ca. 400 Millionen Jahre später sind die erste Zellen mit Kern erschienen. Die ersten Mehrzeller sind vor 800 Millionen Jahren erschienen. Die Zellen der Mehrzeller haben einen Kern. Mehrere Zellen formen in größeren Organismen sogenannte Organe. Jedes Organ erfüllt eine gewisse Funktion. Die Zellen jedes Organs haben sich an diese Funktion angepasst. Nach der Entwicklung der Mehrzeller werden keine großen Änderungen in der Zellstruktur beobachtet. Die ersten Fische und Meerespflanzen kamen vor 500 Millionen Jahren auf, der Mensch erst vor 315000 Jahren.

Woher wissen wir, z.B. dass es Fische erst vor 500 Millionen Jahren gab? Beweise dafür liefert uns die Paläontologie. In dieser Wissenschaft spielen Fossilien eine entscheidende Rolle. Fossilien sind Überreste von Lebewesen, die mehr als 10000 Jahre alt sind. Ihr Alter wird mit Methoden der Physik bestimmt (z.B. mit Hilfe von radioaktivem Kohlenstoff). Wird einmal das Alter bestimmt, können WissenschaftlerInnen verstehen, in welcher Reihenfolge die verschiedenen Organismen erschienen sind und wie die Evolution stattgefunden hat. Die Wissenschaft, die sich mit der Theorie der Evolution beschäftigt wird Evolutionsbiologie genannt.

Zelle: Wissenschaft und GesellschaftBearbeiten

Die Beschreibung der Zelle widerspiegelt oft eine gewisse Ideologie. Manche haben den Kern als den wichtigsten Teil der Zelle beschrieben, der die Zelle organisiert und die Befehle für ihre Funktion gibt. Das entspricht dem Bild einer von einer zentrale Staatsgewalt oder sogar von einem König regierte Gesellschaft. Im Nachhinein hat man festgestellt, dass der Kern sehr stark von äußeren Faktoren beeinflusst wird, was vielmehr dem Bild einer direkten Demokratie entspricht! In diesen Beispielen kann die Wechselwirkung zwischen Wirtschaft und Ideologie festgestellt werden