Biologie · Klasse 5–8 · aktualisiert
Zellorganellen: Funktionen und Arbeitsteilung
Ordne Zellorganellen ihre Aufgaben zu und leite aus ihrer Ausstattung ab, welche Arbeit eine Zelle besonders gut leisten kann.
0 von 11 Aufgaben gelöst
Kurz gesagt
Zellorganellen sind spezialisierte Strukturen einer eukaryotischen Zelle. Zellkern, Mitochondrien, ER und Golgi-Apparat teilen sich Aufgaben. Membranen schaffen getrennte Arbeitsräume; die Ausstattung einer Zelle passt zu ihrer Aufgabe.
Wie kann eine Zelle gleichzeitig Energie gewinnen, Proteine herstellen, Stoffe transportieren und Abfälle abbauen? Zellorganellen übernehmen unterschiedliche Aufgaben und arbeiten dabei zusammen. Membranen grenzen viele dieser Arbeitsbereiche voneinander ab und ermöglichen einen geregelten Stoffaustausch. Auf dieser Seite lernst du die wichtigsten Zellorganellen kennen. Danach kannst du ihre Funktionen zuordnen und aus der Ausstattung einer Zelle auf ihre Aufgaben schließen.
Deine Lernziele
Hake ab, was du schon kannst. Löst du alle Aufgaben eines Abschnitts, hakt Mela das Ziel für dich ab.
4 Abschnitte
Eine eukaryotische Zelle enthält spezialisierte Strukturen mit verschiedenen Aufgaben. Beispiele sind der Zellkern, die Mitochondrien und der Golgi-Apparat. Viele Organellen sind von einer Membran umgeben. Dadurch entstehen getrennte Reaktionsräume, die Kompartimente heißen. Eine Biomembran grenzt einen Bereich ab, schottet ihn aber nicht vollständig ab. Sie kontrolliert, welche Stoffe hinein- oder hinausgelangen. Auch die Zellmembran besteht aus einer Lipiddoppelschicht mit eingelagerten Proteinen und regelt den Austausch mit der Umgebung.
Definition
Zellorganell
Ein Zellorganell ist eine spezialisierte Struktur innerhalb einer eukaryotischen Zelle, die eine bestimmte Aufgabe erfüllt. Nach einer engen Definition zählen nur membranumhüllte Strukturen dazu. Nach einer weiteren Definition werden auch nicht membranumhüllte Strukturen wie Ribosomen einbezogen.
Definition
Kompartimentierung
Kompartimentierung bedeutet, dass eine Zelle in verschiedene funktionelle Bereiche gegliedert ist. In diesen Bereichen können unterschiedliche chemische Vorgänge gleichzeitig und weitgehend störungsfrei ablaufen.
Merke: Organellen teilen die Arbeit auf. Membranen trennen Reaktionsräume und ermöglichen zugleich einen geregelten Stoffaustausch.
Teste dich
Die Namen der Organellen lassen sich leichter merken, wenn du ihre Aufgaben im Gesamtsystem verstehst. ATP ist ein Stoff, in dem die Zelle kurzfristig nutzbare Energie bereitstellt. Deshalb wird ATP auch als Energiewährung der Zelle bezeichnet. Die stark gefaltete innere Membran von Mitochondrien bietet viel Fläche für Vorgänge der Energiegewinnung. Mitochondrien besitzen eigene DNA und Ribosomen, sind aber keine selbstständigen Zellen.
| Struktur | Hauptaufgabe |
|---|---|
| Zellkern | enthält die DNA und stellt genetische Bauanleitungen bereit |
| Ribosomen | setzen Aminosäuren zu Proteinen zusammen |
| Mitochondrien | gewinnen bei der Zellatmung nutzbare Energie in Form von ATP |
| Raues ER | beteiligt sich mit seinen Ribosomen an Herstellung, Faltung und Transport von Proteinen |
| Glattes ER | bildet Lipide und übernimmt Entgiftungsaufgaben |
| Golgi-Apparat | verändert, sortiert und verpackt Proteine und Lipide |
| Vesikel | transportieren Stoffe zwischen Zellbereichen |
| Lysosomen | bauen Stoffe und beschädigte Zellbestandteile mit Enzymen ab |
| Peroxisomen | verarbeiten unter anderem schädliches Wasserstoffperoxid |
Beispiel: Eine Zelle mit vielen Peroxisomen
- 1Beobachtung: In einer Zelle sind viele Peroxisomen zu erkennen.
- 2Fachwissen: Peroxisomen bauen unter anderem schädliches Wasserstoffperoxid ab.
- 3Deutung: Die Ausstattung passt zu einer Zelle mit umfangreichen Abbau- und Entgiftungsaufgaben.
- 4Aus der Anzahl allein lässt sich der genaue Zelltyp nicht sicher bestimmen.
Teste dich
Mehrere Organellen bilden eine Verarbeitungskette. Besonders deutlich wird diese Zusammenarbeit bei Proteinen, die transportiert oder aus der Zelle abgegeben werden.
Beispiel: Ein Protein entsteht und gelangt an seinen Bestimmungsort:
- 1Im Zellkern liegt die DNA mit der genetischen Information.
- 2Eine daraus hervorgegangene Bauanleitung gelangt zu einem Ribosom.
- 3Das Ribosom setzt die passenden Aminosäuren zu einem Protein zusammen.
- 4Am rauen ER wird das Protein weiterverarbeitet und gefaltet.
- 5Ein Vesikel bringt es zum Golgi-Apparat.
- 6Der Golgi-Apparat verändert, sortiert und verpackt es.
- 7Ein weiteres Vesikel transportiert es zum Ziel innerhalb der Zelle oder zur Zellmembran.
- 8Kein einzelnes Organell erledigt den gesamten Vorgang. Erst die abgestimmte Arbeit führt zum fertigen und richtig transportierten Protein.
Merke: Beim Weg eines transportierten Proteins arbeiten Zellkern, Ribosom und raues ER, Vesikel und Golgi-Apparat zusammen. Erst danach gelangt es an seinen Zielort.
Teste dich
Pflanzen- und Tierzellen besitzen viele Organellen gemeinsam, darunter Zellkern, Mitochondrien, Ribosomen, ER und Golgi-Apparat. Einige Strukturen sind jedoch für Pflanzenzellen besonders kennzeichnend. Die Zellwand besteht hauptsächlich aus Cellulose und gibt der Pflanzenzelle Stabilität. Sie ist eine wichtige Zellstruktur, wird nach der engeren Definition aber nicht als Organell eingeordnet. Die Zellsaftvakuole speichert Wasser und gelöste Stoffe. Ihre Membran heißt Tonoplast. Der Zellsaft drückt gegen die Zellwand. Dieser Turgordruck stabilisiert die Pflanzenzelle. Chloroplasten enthalten Chlorophyll. Sie fangen Lichtenergie ein und stellen bei der Fotosynthese energiereichen Zucker her. Mitochondrien können diesen Zucker bei der Zellatmung abbauen und dabei ATP bereitstellen. Nicht jede Pflanzenzelle muss Chloroplasten besitzen. Chloroplasten sind für Zellen grüner Pflanzenteile typisch. Deshalb beweist das Fehlen von Chloroplasten allein noch nicht, dass eine Zelle eine Tierzelle ist. Organellen kommen nicht in jeder Zelle in gleicher Anzahl oder Ausprägung vor. Ihre Ausstattung passt zur Aufgabe der Zelle.
| Pflanzenzelle | Tierzelle |
|---|---|
| besitzt eine Zellwand außerhalb der Zellmembran | besitzt keine Zellwand |
| besitzt häufig eine große zentrale Zellsaftvakuole | besitzt keine große zentrale Zellsaftvakuole |
| Zellen grüner Pflanzenteile besitzen Chloroplasten | besitzt keine Chloroplasten |
| besitzt ebenfalls Mitochondrien | besitzt ebenfalls Mitochondrien |
Beispiel: Eine Muskelzelle untersuchen
- 1Beobachtung: Eine Muskelzelle enthält besonders viele Mitochondrien.
- 2Fachwissen: Mitochondrien stellen bei der Zellatmung ATP bereit.
- 3Schluss: Die Zelle hat einen hohen Energieumsatz, weil Muskelarbeit nutzbare Energie benötigt.
- 4Die Beobachtung begründet einen hohen Energiebedarf; Mitochondrien allein verraten nicht den Zelltyp.
Beispiel: Gehe bei einer unbekannten Zelle in drei Schritten vor
- 1Strukturen erkennen: Welche Organellen oder Zellbestandteile sind vorhanden?
- 2Funktionen zuordnen: Welche Aufgabe erfüllt jede auffällige Struktur?
- 3Schluss begründen: Welche Zellleistung wird durch diese Ausstattung unterstützt?
Teste dich
Alles auf einen Blick
Zellorganellen
Abgrenzung
Membranen bilden geregelte Reaktionsräume
Steuerung
Zellkern enthält die genetische Information
Herstellung
Ribosomen und ER erzeugen und verarbeiten Proteine
Transport
Vesikel und Golgi-Apparat sortieren und verteilen Stoffe
Energie
Chloroplasten erzeugen Zucker, Mitochondrien stellen ATP bereit
Abbau
Lysosomen und Peroxisomen verarbeiten unerwünschte Stoffe
Musteraufgabe · Schritt für Schritt
Aus der Ausstattung auf die Aufgabe schließen
- 1Eine unbekannte Zelle zeigt zahlreiche Lysosomen und einen Zellkern.
- 2Lysosomen bauen Stoffe und beschädigte Zellbestandteile mit Enzymen ab.
- 3Die Beobachtung passt zu einer Zelle mit wichtigen Abbauaufgaben.
- 4Der Zellkern allein legt nicht fest, ob die Zelle pflanzlich oder tierisch ist.
Fehler finden
Eine unbekannte Zelle beurteilen In einer Zeile steckt ein Fehler. Tippe sie an.
Fehler in Zeile 3Richtig: Viele Mitochondrien sprechen für hohen Energiebedarf, nicht für einen bestimmten Zelltyp. Pflanzen- und Tierzellen besitzen sie.
Lückentext
Wähl in jeder Lücke das passende Wort und prüf dann deine Antworten.
Im liegt die DNA. setzen Proteine zusammen. Der sortiert und verpackt Stoffe für den Transport.
Karteikasten
Erst selbst überlegen, dann umdrehen.
Übung mit Feedback