Zelle, Gewebe, Organ: Zelltheorie und Selbsttest

Einstieg: Aus wie vielen Teilen besteht ein Mensch?

Ein erwachsener Mensch besteht aus mehreren zehn Billionen Zellen. Trotzdem arbeitet der Körper als Ganzes. Wie geht das? Die Zellen sind nicht wahllos zusammengewürfelt, sondern in Ebenen geordnet: Gleiche Zellen bilden Gewebe, Gewebe bilden Organe, Organe arbeiten in Organsystemen zusammen. In dieser Lektion ordnest du dein Wissen über Zellen in dieses Bild ein und prüfst dich mit einem Selbsttest.

Erklärung: Die Zelltheorie

Um 1838 und 1839 erkannten der Botaniker Matthias Schleiden und der Zoologe Theodor Schwann: Pflanzen und Tiere bestehen aus Zellen. Rudolf Virchow ergänzte 1855, dass jede Zelle aus einer anderen Zelle hervorgeht. Daraus entstand die Zelltheorie:

1. Alle Lebewesen bestehen aus einer oder vielen Zellen.
2. Die Zelle ist die kleinste Einheit, die alle Kennzeichen des Lebens zeigt.
3. Zellen entstehen nur durch Teilung aus anderen Zellen.

Manche Lebewesen bestehen nur aus einer einzigen Zelle, zum Beispiel das Pantoffeltierchen im Teichwasser. Diese Einzeller fressen, bewegen sich, wachsen und vermehren sich, alles mit einer Zelle.

Die Ebenen eines Organismus

Ein Gewebe ist ein Verband gleichartiger Zellen mit derselben Aufgabe. Die Zwiebelhaut ist ein Abschlussgewebe: Sie schützt die Schuppe. Ein Organ besteht aus mehreren Geweben. Ein Laubblatt enthält zum Beispiel ein Abschlussgewebe oben und unten, dazwischen Gewebe mit vielen Chloroplasten und Leitungsbahnen für Wasser und Nährstoffe.

Beispiele

Beispiel 1: Ebenen zuordnen Ordne zu: Wasserpestblättchen, Chloroplast, Wasserpestpflanze, Blattzelle. Lösung: Chloroplast ist ein Bestandteil einer Zelle. Blattzelle ist die Zelle. Wasserpestblättchen ist ein Organ. Wasserpestpflanze ist der Organismus.

Beispiel 2: Ein Einzeller und eine Muskelzelle Beide sind einzelne Zellen. Das Pantoffeltierchen ist aber ein ganzer Organismus und überlebt allein. Eine Muskelzelle ist auf andere Zellen des Körpers angewiesen, die sie mit Nährstoffen und Sauerstoff versorgen. In einem Vielzeller teilen sich die Zellen die Arbeit.

Typische Fehler und wie du sie vermeidest

Fehler	Richtig ist
Runde schwarze Ringe werden als Zellen gezeichnet.	Das sind Luftblasen. Zellen liegen dicht und haben keine dicken schwarzen Ränder.
Zellwand und Zellmembran werden gleichgesetzt.	Jede Zelle hat eine Zellmembran. Die Zellwand liegt bei Pflanzenzellen zusätzlich außen.
„Tierzellen haben eine dünne Zellwand.“	Tierzellen haben keine Zellwand, nur eine Zellmembran.
Okular- und Objektivvergrößerung werden addiert.	Sie werden multipliziert.
Chloroplasten gelten als Kennzeichen jeder Pflanzenzelle.	Nur Zellen grüner Pflanzenteile haben Chloroplasten.
Zellen werden schattiert oder bunt gezeichnet.	Klare Bleistiftlinien ohne Schatten und Farbe.

Merksatz

Alle Lebewesen bestehen aus Zellen, und jede Zelle stammt von einer Zelle ab. In Vielzellern bilden gleichartige Zellen Gewebe, Gewebe bilden Organe, Organe bilden Organsysteme und zusammen den Organismus.

Selbsttest

Grundlagen

1. Nenne die drei Aussagen der Zelltheorie.
2. Ordne die Begriffe von klein nach groß: Organ, Zellkern, Organismus, Gewebe, Zelle, Organsystem.
3. Berechne die Gesamtvergrößerung bei Okular 10x und Objektiv 10x.

Weiter

4. Erkläre den Unterschied zwischen einem Einzeller und einer einzelnen Hautzelle des Menschen.
5. Bei 400-facher Vergrößerung (Sehfeld 450 µm) passen 3 Zwiebelzellen der Länge nach ins Sehfeld. Wie lang ist eine Zelle?
6. Paul schreibt in sein Heft: „Pflanzenzelle: Zellwand, Zellkern, Chloroplasten. Tierzelle: Zellmembran, Zellkern.“ Prüfe die Aussage und verbessere sie.

Knobeln

7. In einem Präparat aus einer Kartoffelknolle siehst du Zellen mit Zellwand, aber keine grünen Körner. In den Zellen liegen viele kleine, farblose Körner, die sich mit Iod-Kaliumiodid-Lösung blauschwarz färben. Stelle eine Vermutung auf, was diese Körner sind, und begründe, warum sie gerade in der Knolle vorkommen.
8. Ein Mitschüler behauptet: „Eine Fliege besteht aus viel kleineren Zellen als ein Elefant, deshalb ist sie so klein.“ Nimm Stellung.

Lösungen

1. Alle Lebewesen bestehen aus Zellen. Die Zelle ist die kleinste lebende Einheit. Zellen entstehen nur aus Zellen.
2. Zellkern, Zelle, Gewebe, Organ, Organsystem, Organismus.
3. $10 \cdot 10 = 100$-fach.
4. Ein Einzeller ist ein vollständiger Organismus und erfüllt alle Lebensaufgaben allein. Eine Hautzelle ist auf eine Aufgabe spezialisiert und überlebt nur im Verband mit anderen Zellen, die sie versorgen.
5. $450\,\mu\text{m} : 3 = 150\,\mu\text{m}$. Eine Zelle ist etwa 150 µm lang. Zwiebelzellen sind unterschiedlich groß, der Wert aus Lektion 3 (etwa 300 µm) widerspricht dem nicht.
6. Unvollständig. Pflanzenzellen haben ebenfalls eine Zellmembran, außerdem Cytoplasma und eine große Vakuole. Chloroplasten gibt es nur in grünen Teilen. Tierzellen haben zusätzlich Cytoplasma. Besser: Pflanzenzelle: Zellwand, Zellmembran, Cytoplasma, Zellkern, große Vakuole, in grünen Teilen Chloroplasten. Tierzelle: Zellmembran, Cytoplasma, Zellkern.
7. Die Körner sind Stärkekörner. Iod-Kaliumiodid-Lösung färbt Stärke blauschwarz. Die Knolle ist ein Speicherorgan. In den Blättern stellt die Pflanze durch Fotosynthese Zucker her. Er wird in die Knolle transportiert, und dort baut die Pflanze daraus Stärke auf. Sie nutzt diesen Vorrat zum Austreiben im nächsten Jahr.
8. Die Aussage stimmt nicht. Körperzellen gleicher Art sind bei kleinen und großen Tieren ähnlich groß. Ein Elefant ist größer, weil er viel mehr Zellen hat, nicht weil seine Zellen größer sind.