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Quelle: Fit fürs Abi; Michael Walory, Karlheinz Uhlenbrock; Westermann Verlag;2018; Braunschweig; S.20f.
Biologiestunde vom 21.11.2017
mit der Überschrift : Die Zelle mit ihren Bestandteilen

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Quelle:  Biologie Abi Pocket Teacher Kompaktwissen Oberstufe, Walter Kleesattel, S. 25ff.

- wichtigsten Bestandteile sind Wasser (etwa 76% bei Eukaryoten), Kohlenhydrate, Fette, Eiweiße sowie anorganische Salze

Wasser und Mineralsalze:
- Wasser ist durch die Dipoleigenschaften des Moleküls ein gutes Lösungsmittel für H2O Verbindungen und Salze
- Salze bestehen aus positiv geladenen Kationen und negativen Anionen
- im Wasser bilden diese eine Hydrathülle -> Anziehungskräfte verringern sich zwischen den geladenen Ionen und somit somit in wässriger Lösung frei beweglich -> Leitung von elektrischem Strom möglich

Organische Verbindungen
Kohlenhydrate:
- allgemeine Verhältnisformel C2(H2O)
- aufgrund der Molekülgröße unterscheidet man zwischen Mono-,Di- und Polysacchariden
- Polysaccharide dienen als Reservestoffe

Lipide:
- Fette und fettähnliche Stoffe
- Fette sind Ester des Glycerins mit Fettsäuren
- Gesättigte Fettsäuren enthalten nur Einfachbindungen
- Ungesättigte Fettsäuren enthalten Doppelbindungen
- Lipide dienen als Energiespeicher der Zelle und sind die wesentlichen Bausteine einer Biomembran

Aminosäuren und Proteine:
- Bausteine der Proteine sind die Aminosäuren
- im Molekül haben diese immer eine saure Carboxylgruppe (-COOH) und eine basische Aminogruppe (-NH2) am selben C-Atom
- Proteine bestehen aus Ketten von Aminosäuren und kommen in etwa 20 verschiedenen Formen vor
- zwei Aminosäuren verbinden sich unter Wasserabspaltung zu einem Dipeptid
- bei einem Polypeptid sind viele Aminosäuren miteinander verknüpft  bei denen der Rest als Seitenketten herausragen und einen entweder sauren oder basischen Charakter haben

Nukleotide und Nukleinsäuren:
- sie sind als ADP/ATP und NAD/NADP wichtige Verbindungen im Zellstoffwechsel
- zusätzlich sind sie als Bausteine der Nukleinsäuren DNA und RNA die stoffliche Grundlage der genetischen Information
- jedes Nukleotid besteht aus einer Purinbase (Adenin, Guanin) oder einer Pyrimidinbase (Thymin, Cytosin)
- zusätzlich gibt es noch einen Zuckerrest und einen Phosphatrest
- Nukleinsäuren codieren genetische Informationen durch die unterschiedliche Reihenfolge der Basen aufeinanderfolgende Nukleotide

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Quelle: Biologie Heute S II, Prof. Dr. Diethard Baron, Dr. Jürgen Braun, Uwe Hector, Schroedel Verlag, S. 22

- im Laufe der Evolution entwickelten sich Organismen, die durch spezielle Funktionen gekennzeichnet waren
- Eine effektive Arbeitsteilung ist durch die Differenzierung und Spezialisierung ermöglicht

Beispiel:
- bei Tieren unterscheidet man zwischen vier Gewebetypen:
1. Epithelgewebe
- innere und äußere (insbesonders Schutz vor Umwelteinflüssen durch Verhornung) Körperoberflächen werden bedeckt
2. Bindegewebe
- scheiden eine extrazelluläre Grundsubstanz ab
- Verbindung von anderen Körpergeweben und Schutz von Organen
=> lockeres Bindegewebe: bspw. Darmwand
=> straffes Gewebe: Sehnen, Bänder
3. Muskelgewebe
- langgesteckte Zellen, die kontrahieren und erschlaffen
- ermöglicht neben Fortbewegung auch Herzschlag etc.
4. Nervengewebe
- vernetzte Nervenzellen und Gliazellen
- nehmen auf, verarbeiten und leiten Signale weiter
- Gliazellen sind für die Isolation und Versorgung zuständig

- Arbeit wird aufgeteilt und Organe verrichten aufeinander abgestimmte Tätigkeiten
- Grundvoraussetzung für Entwicklung von Pflanzen und Tieren

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Quelle: Fit fürs Abi;  Michael Walory, Karlheinz Uhlenbrock; Westermann Verlag; S.19

- Mitochondrien und Chloroplasten sind ursprünglich aus frei lebenden Bakterien entstanden
- Bakterien von Ur - Eukaryoten durch Endocytose aufgenommen, wo sie weiter leben konnten
- Abhängigkeit zwischen Bakterien und der eukaryotischen Zelle
= Endosymbiose (gr. endo = innen; symbiosis = Zusammenleben)
Belege für die Theorie:
1. Beide Zellorganellen besitzen eigene DNA, die wie  bei Bakterien ringförmig ist.
2. Mitochondrien und Chloroplasten haben die gleiche Größe, wie kleine Bakterien und sind von zwei Membranen umgeben.
3. Beide Zellorganellen teilen sich unabhängig von  der übrigen Zellteilung.
4. Mitochondrien und Chloroplasten besitzen eigene Ribosomen, die den Ribosomen der Bakterien gleichen

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Quelle: Fit fürs Abi; Michael Walory, Karlheinz Uhlenbrock;  Westermann Verlag; S.22
Biologiestunde vom 17.12.2017 mit der Überschrift: Feinbau von Biomembranen - Membranmodelle

- Membranen umhüllen die Zellen, so wird ein unkontrollierter Stoffaustausch verhindert
- dadurch entstehen abgegrenzte Reaktionsräume, genannt: Kompartimente
- Membranen bestehen aus Lipiden, Proteinen und in geringen Mengen aus Kohlenhydraten
- Membranlipide sind Phospholipide, die einen hydrophilen (polar) und hydrophoben (unpolar) Teil haben (bipolar)
- Lipid-Doppelschicht: hydrophiler Teil der Phosphorlipide sind nach außen zum Wasser ausgerichtet, der hydrophobe Teil ist nach innen ausgerichtet

FLUID - MOSAIC - MODELL von Singer und Nicolson (1972):
- Proteine mosaikartig in Phospholipid - Doppelschicht eingelagert
- Proteine können sich frei in der Membran bewegen
- sind Proteine lose an der Membranoberfläche gebunden, nennt man sie: periphere Proteine
- dringen Proteine unterschiedlich tief in die Lipide ein, nennt man sie: integrale Proteine
- ziehen die Proteine sich komplett durch die Phospholipid -  Doppelschicht, bilden sie: Tunnelproteine
- Membranproteine haben die Funktion des Stofftransports und der Verknüpfung der Zellen

Membran - Asymmetrie:
- nur auf der Membranaußenseite sind Kohlenhydrate an Lipide und Proteine gebunden, dies nennt man: Glycolipiden und Glycoproteinen
- diese Schicht wird als Glykokalyx bezeichnet

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Quelle: Fit fürs Abi; Michael Walory, Karlheinz Uhlenbrock;Westermann Verlag; S. 18/19

Bsp. für Prokaryoten: Bakterien/ Archaeen
Bsp. für Eukaryoten: Einzeller, Pilze, Pflanzen und Tiere
Eukaryoten lassen sich noch in tierische und pflanzliche Zellen unterteilen. Die Pflanzenzelle besitzt zusätzlich zur tierischen Zelle: Zellwand aus Cellulose; Vakuole als Speicher für Reservestoffe; Chloroplasten und andere Plastiden

Quelle: Biologiestunde vom 21.11.2017

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Quelle: Abitur Clever Vorbereitet, Mathias Brüggemeier, Tandem Verlag, S. 49

- fast alle hydrophilen Stoffe gelangen nur durch zusätzliche Kanäle durch den hydrophoben Kern
-> selektiv durchlässig/semipermeabel

Diffusion:
= der Transport von fettlöslichen Molekülen durch die Membran entlang des Konzentrationsgradienten
-> keine Energie nötig, Vorgänge können durch Temp.-erhöhung beschleunigt werden

Osmose:
= ein einseitig gerichteter Diffusionsvorgang durch die semipermeable Membran
Meist folgt ein Wasseraustausch, um die Konzentrationsverhältnisse auszugleichen

Transportproteine:
- transportieren große und hydrophile Stoffe durch die Membran
- entlang eines Konzentrationsgefälles (Konzentrationsunterschiede werden also ausgeglichen) -> Passiver Transport

- Carrier (Proteine) binden bestimmtes Substrat und lassen nur dessen Transport zu -> Schlüssel-Schloss-Prinzip
- Wenn Protein an Carrier bindet, ändert sich die Struktur und kann durch die Membran geschleust werden
- manche Carrier besitzen mehrere Bindungsstellen (Bsp.: die für Glucose spezifischen Carrier binden neben Glucose auch Natrium-Ionen)
-> Transport erfolgt erst nach Besetzung aller Bindungsstellen
- Beim Symport verläuft der Cotransport in eine Richtung, beim Antiport in entgegengesetzter Richtung
- Transport nur möglich, wenn die Konzentration eines Stoffes auf der anderen Seite höher ist
-> funktioniert wie bei der Diffusion mit dem Konzentrationsgefälle (passiver Transport)
- Stoffe wie Glucose können trotz bereits bestehender hohen Konzentration in der Membran aufgenommen werden
- Energie wird benötigt
-> Aktiver Transport

Gesteuerte Ionenkanäle:
- werden durch Signale gesteuert (Steuerung durch Signalmoleküle oder Ladungsveränderungen an der Membran)
- ist der Kanal geöffnet, können viele Ionen gleichzeitig in Abhängigkeit des Konzentrationsgradienten hindurchströmen

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Quelle: Biomembran - Aufbau und Funktion, Chris-Dominik Munz
in https://www.abiblick.de/biologie/biomembran/; letzter Zugriff: 8.1.2019