3B Scientific Plant cell model, magnified 500,000-1,000,000 times - Manual (Page 6)

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Deutsch
Historisches zur pflanzlichen Zelllehre (Zytologie)
Die Zytologie ist eine eigenständige Wissenschaft innerhalb der Botanik, die sich mit der Struktur und
den Funktionen der pflanzlichen Zelle beschäftigt. Den Begriff Zelle (lat. cellula = Kämmerchen) prägte
im Jahre 1665 Robert Hooke, nachdem er diese im Gewebe des Flaschenkorks mit Hilfe eines der ersten
Lichtmikroskope entdeckte und detailliert aufzeichnete. Zu Beginn des 19. Jahrhunderts wurde die Zelle
von Franz Meyen (1804 – 1840) als Elementareinheit der Pflanzenorgane erkannt. 1838/1839 begründen
Matthias Jacob Schleiden und Theodor Schwann die Zellentheorie: „Pflanzen und Tiere sind gleicher-
maßen stets von Zellen aufgebaut“. 1845 veröffentlichte Karl Theodor Ernst von Siebold aufgrund der
Beobachtung an Protozoen (Einzeller), dass Zellen unabhängig voneinander leben können und die kleins-
te lebensfähige Einheit darstellen. Zur gleichen Zeit widerlegten Louis Pasteur und andere die damals
geltende Theorie, dass Zellen spontan aus toter organischer Materie (generatio spontanea) entstehen
können. 1855 bestätigte Rudolf Virchow die Theorie Meyens, dass jede Zelle aus einer anderen entsteht
(„omnis cellula ex cellula“). 1879 entdeckte Eduard Strasburger die Kernteilung bei Pflanzen. Ein wichtiger
Schritt im Verständnis von Bau und Funktion der Zelle wurde mit der Entwicklung des Transmissions-
Elektronenmikroskopes im Jahr 1940 durch E. Ruska und H. Mahl erzielt.
Wie im tierischen System zeichnen sich auch die pflanzlichen Zellen dadurch aus,
• dass sie komplexer organisiert sind als ihre Umgebung
• dass sie auf Reize aus ihrem Inneren und aus ihrer Umgebung reagieren
• dass sie die Fähigkeit haben, sich zu vermehren.
Unterschiede im Grundbauplan von pflanzlichen und tierischen Zellen
Trotz der 1838 von Schleiden und Schwann gefundenen Übereinstimmung im zellulären Aufbau von
Pflanzen und Tieren gibt es wichtige Unterschiede in deren Grundbauplan. So unterscheidet sich die
Mehrzahl der Pflanzenzellen von den tierischen Zellen in folgenden drei Merkmalen:
1. Die pflanzlichen Zellen sind von einer Zellwand umhüllt, die dem osmotischen Innendruck der Zelle
(= Turgor) entgegensteht und ihr dadurch eine hohe Festigkeit verleiht.
2. Nur die pflanzlichen Zellen besitzen als Organellen die Plastiden, dazu gehören z.B. die grünen
Chloroplasten, die Orte der Photosynthese.
3. Sie besitzen die pflanzentypischen Zellsaftvakuolen, in denen gelöste Stoffe gespeichert und
Makromoleküle abgebaut werden.
Die pflanzliche Zelle besitzt eine durchschnittliche Größe von 10 - 100 µm und kann mit einfachen
Lichtmikroskopen beobachtet werden. Ein Baum besteht aus bis zu 10
13 (= 10 Billionen) Zellen! In mehr-
zelligen Organismen bilden sie Verbände aus gleichartigen, zum Teil stark differenzierten und dadurch
spezialisierten Zellen (= Gewebe).
Bau und Funktion der pflanzlichen Zelle
(Nummerierung siehe Abbildung)
Wichtig: Im Gegensatz zum vorliegenden Modell sind in einer lebenden Zelle alle Bestandteile ständig
in Bewegung und im Fluss !!!
Die einzelnen Zellbestandteile, besitzen unterschiedliche Ausstattungen z.B. an Proteinen/Enzymen,
Ionenmilieu etc. und lassen sich am sinnvollsten entsprechend ihrer Funktionen einteilen. Ein wich-
tiger Begriff in der pflanzlichen Zytologie ist der Protoplast, darunter versteht man eine von einer
Zytoplasmamembran umgebenen Zelle bei der die Zellwand entfernt wurde.
Zytoplasma mit Zytoskelett (1)
Im Laufe der Evolution wurde eine Art Arbeitsteilung innerhalb einer Zelle eingeführt, die man
Kompartimentierung nennt. Dies wird erreicht indem spezielle Reaktionsbereiche, die Organellen (grie-
chisch: Organon = Werkzeug), durch Membranen umhüllt und abgegrenzt werden. Diese Organellen
kann man im flüssigen und farblosen Zytoplasma des Protoplasten (60 bis 90 % Wasser, Proteine,
Modell der Pflanzenzelle
(Vergrößerung etwa 500.000 - 1.000.000-fach)