Lernmodul mit Lösungen für Aufgaben zum Lerntext: "Die - Zelle Baustein des Lebens"

Roland Heynkes, 3.2.2021

Diese Seite dient der Selbstkontrolle für diejenigen, welche die Aufgaben zu meiner Zusammenfassung der Dokumentation: "Die Zelle Baustein des Lebens" selbständig bearbeitet haben und nun ihre Antworten überprüfen wollen.

Diese Tabelle zeigt meine Lösungsvorschläge.
2 Beschreibe die Bedeutung der Zelle für die Lebewesen!
Zellen sind die Grundbausteine aller vielzelligen Lebewesen. Alle Lebewesen sind aus Zellen aufgebaut, die ein Eigenleben besitzen, welches aber dem Wohl des Gesamtorganismus untergeordnet wird. Alle heutigen Zellen sind aus bereits existierenden hervorgegangen. Viele Krankheiten haben ihre Ursache in Veränderungen innerhalb von Zellen.
3 Beschreibe die Funktion der Zellmembran!
Die Funktion der Zellmembran entspricht einer mittelalterlichen Stadtmauer mit bewachten Stadttoren. Denn die Zellmembran lässt selektiv nur bestimmte Dinge in die Zelle hinein oder aus ihr hinaus.
4 Nenne die Arten von Biomolekülen, aus denen die Zellmembran besteht!
Die Arten von Biomolekülen, aus denen die Zellmembran besteht, sind Lipide und Proteine.
5 Definiere den Begriff Cytoplasma!
Cytoplasma ist die scheinbar strukturlose, gelartige Grundsubstanz im Inneren einer eukaryotischen Zelle zwischen der Zellmembran und den Organellen.
6 Definiere den Begriff Organell!
Organellen sind vom Cytoplasma abgegrenzte funktionelle Einheiten mit bestimmten Aufgaben im Inneren eukaryotischer Zellen.
7 Erkläre, warum der Zellkern eher der Bibliothek als dem Rathaus der Zelle entspricht!
Der Zellkern muss eher der Bibliothek als dem Rathaus einer Stadt entsprechen, weil der Bauplan in allen Zelltypen vielzelliger Eukaryoten praktisch der selbe ist und darum nicht für deren Unterschiede verantwortlich sein kann.
8 Erkläre, warum sich normale menschliche Geschwister voneinander und von ihren Eltern so deutlich unterscheiden!
Menschliche Geschwister unterscheiden sich so deutlich voneinander und von ihren Eltern, weil jeder Mensch durch die Verschmelzung einer Eizelle seiner Mutter und einer Samenzelle seines Vaters entsteht. Dabei entsteht ein einmaliger Bauplan als Mischung der Baupläne beider Geschlechtszellen. Und normale Geschwister (nicht eineiige Zwillinge) unterscheiden sich voneinander, weil jede Geschlechtszelle eines Menschen eine andere Kombination der jeweils 23 Chromosomen seiner Eltern enthält.
9 Ermittle die Zahl der möglichen unterschiedlichen Baupläne, die sich allein durch unterschiedliche Kombinationen der 23 unterschiedlichen Chromosomen in einer Geschlechtszelle erzeugen lassen und wieviele Möglichkeiten es bei der Verschmelzung zweier Geschlechtszellen zu einer befruchteten Eizelle sind!
Bei 23 Chromosomenpaaren pro Körperzelle gibt es bei der Erzeugung des Bauplans einer Geschlechtszelle 23 mal 2 Möglichkeiten. Denn jedesmal kann entweder das mütterliche oder das väterliche Chromosom ausgewählt werden. Es gibt also 2 x 2 x 2 x 2 x 2 x 2 x 2 x 2 x 2 x 2 x 2 x 2 x 2 x 2 x 2 x 2 x 2 x 2 x 2 x 2 x 2 x 2 x 2 = 223 = 8.388.608 mögliche Kombinationen. Vereinigen sich zwei Geschlechtszellen zu einer befruchteten Eizelle, dann steigt für deren 46 Chromosomen die Zahl möglicher Kombinationen auf kaum noch vorstellbare 8.388.6082 = 7 x 1013 = 70 Billionen an.
10 Nenne 3 Aufgaben des rauen Endoplasmatischen Retikulums!
  1. Das raue endoplasmatische Retikulum (ER) umgibt den Zellkern und bildet seine Hülle.
  2. Die den Zellkern umgebenden rauen Teile des ER sind die Orte, in denen aus Lipiden und Proteinen neue Membranflächen entstehen.
  3. In das raue endoplasmatische Retikulum hinein werden aus dem Zytoplasma zu exportierende Proteine produziert.
11 Entwickle eine Hypothese zu der Frage, was wohl im glatten Endoplasmatischen Retikulum nicht stattfindet!
Da Ribosomen den inneren Teil des endoplasmatischen Retikulums rauh wirken lassen und weil an den Ribosomen Eiweiße produziert werden, kann das weiter außen liegende glatte endoplasmatische Retikulum keine Proteine produzieren.
12 Beschreibe mit eigenen Worten den Weg vom Gen zum fertigen Protein im Cytoplasma!
Im Zellkern wird zunächst durch Transkription eine Kopie eines Gens hergestellt. Als sogenannte RNA verlässt diese Bauanleitung durch eine Kernpore den Zellkern. Im Zytoplasma angekommen binden die beiden Untereinheiten eines Ribosoms die mRNA. Das Ribosom wandert bis zum Start-Codon und beginnt dort mit der Translation. Das bedeutet, dass die Nukleotidsequenz der mRNA in die Aminosäuresequenz eines Eiweißes übersetzt wird.

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Roland Heynkes, CC BY-NC-SA 4.0