Die Tierzelle ist die grundlegende Einheit des Lebens – eine komplexe, membranumhüllte Struktur, die lebenswichtige Organellen wie Zellkern und Mitochondrien beherbergt. Ihr Aufbau und ihre Funktionen zu verstehen, ist zentral, um die menschliche Biologie, Gesundheit und die Vielfalt des Lebens besser einzuordnen.
Diese Anleitung nutzt ein detailliertes Tierzellen-Diagramm, um Sie durch die wichtigsten Bestandteile und deren zentrale Aufgaben zu führen.
In diesem Artikel
Was ist eine Tierzelle?
Die Tierzelle ist ein struktureller und funktioneller Bestandteil des tierischen Körpers. Tierische Organismen können ein- oder mehrzellig sein, und die Zellen sind von einer Membran umschlossen und enthalten verschiedene Organellen. Tierzellen kommen in unterschiedlichen Formen und Größen vor – die größte ist das Straußenei mit einem Durchmesser von 5 Zoll (≈ 12,7 cm), und die kleinste ist ein Neuron mit einem Durchmesser von 100 Mikrometern (µm). Als eukaryotische Zellen enthalten sie Organellen, die durch Membranen abgegrenzt sind.
Jede Zelle ist von einer Plasmamembran umgeben, die ihre innere Umgebung von der äußeren Umgebung isoliert. Das Protoplasma besteht aus Zytoplasma und Zellkern, die in der Zelle vorkommen. Das Zytoplasma umfasst das Zytosol und eine Reihe von Organellen. Die Zellmembran wirkt als selektive Barriere und sichert die Integrität der Zelle.
Tierzelle vs. Pflanzenzelle: Zentrale strukturelle Unterschiede
Tierzellen und Pflanzenzellen sind eukaryotisch und enthalten membranumhüllte Organellen. Dennoch gibt es zwischen diesen beiden Zelltypen einige wesentliche Unterschiede. Pflanzenzellen sind durch Zellwand und Zellmembran relativ starr, während Tierzellen nur eine Zellmembran besitzen.
Mitochondrien kommen sowohl in Tier- als auch in Pflanzenzellen vor, Chloroplasten hingegen nur in Pflanzenzellen. Außerdem besitzen Pflanzenzellen große Vakuolen, während Tierzellen zahlreiche kleine Vakuolen haben.
Die Zellwand von Pflanzenzellen enthält Zellulose. Tierzellen haben keine Zellwand. Pflanzenzellen haben in der Regel keine Zentriolen und Zilien, wohingegen Tierzellen diese Strukturen besitzen.
Warum es wichtig ist, Tierzellen-Biologie zu verstehen
Tierzellen erfüllen im menschlichen Körper vielfältige Aufgaben. Ihre Organellen und ihr Aufbau sind für diese Funktionen wesentlich. Biologie ist ein praxisnahes Fach, das visuelle Darstellungen und Abbildungen benötigt, um Strukturen und Funktionsmechanismen nachvollziehen zu können. Biologie-Diagramme gibt es in mehreren Varianten, was Lehre und Lernen deutlich erleichtert.
Zellen bilden die strukturellen und funktionellen Bausteine des Körpers. Um den Aufbau und die Funktionen eines tierischen Organismus zu verstehen, muss man daher Tierzellen untersuchen. Sie besitzen mehrere Organellen und Zellkerne, was den Lernprozess komplexer machen kann. Ein Tierzellen-Diagramm ist auf Papier zudem nicht immer leicht zu erklären; daher sollten sich Lernende auf die wichtigsten Organellen konzentrieren, um die Zellbiologie besser zu verstehen.
11 wichtige Zellorganellen und ihre Funktionen
Ausgehend vom Tierzellen-Diagramm zählen zu den Organellen einer Tierzelle unter anderem Zellmembran, Zytosol, Zytoskelett, Zellkern, Ribosomen, endoplasmatisches Membransystem und Vesikel. Eine ausführlichere Beschreibung der einzelnen Organellen finden Sie unten.
Zellkern: Kontrollzentrum der Zelle und Regulation des genetischen Materials
Im Zellkern wird DNA gespeichert. Er reguliert zelluläre Funktionen wie Wachstum, Stoffwechsel und Reproduktion. Der Zellkern ist von einer Kernhülle umgeben und enthält den Nukleolus, der an der Ribosomenbildung beteiligt ist.
Das größte Organell einer eukaryotischen Zelle ist der Zellkern, der häufig als Kontrollzentrum der Zelle angesehen wird. Er enthält den Großteil der zellulären DNA, die Chromosomen bildet und den genetischen Code für die Proteinproduktion trägt. Der Zellkern steuert die Genexpression, einschließlich der Herstellung von Proteinen, die von der Zelle produziert werden.
Mitochondrien: Das Kraftwerk der Zelle
Mitochondrien sind die Energie-Fabrik der Zelle. Sie ermöglichen die Zellatmung, die für Organe und Muskeln essenziell ist.
Warum sind Mitochondrien für die Zellfunktion so wichtig?
In Tierzellen werden Mitochondrien oft als „Kraftwerk der Zelle“ bezeichnet. Sie erzeugen Energie, indem sie Glukose und Sauerstoff im Rahmen der Zellatmung zu ATP (Adenosintriphosphat) abbauen. ATP ist die wichtigste „Energiewährung“ und wird in zahlreichen zellulären Prozessen genutzt. Auch Zellsignale und Apoptose (programmierter Zelltod) werden durch Mitochondrien mit beeinflusst. Dieses Organell stellt sicher, dass Tierzellen mit der nötigen Energie versorgt werden, um zu funktionieren.
Endoplasmatisches Retikulum (ER): Synthese- und Transportsystem
Das endoplasmatische Retikulum (ER) ist ein System kontinuierlicher Membranen, das ein Netzwerk aus Tubuli und Säckchen im gesamten Zytoplasma bildet. Man unterscheidet zwei Typen: raues ER und glattes ER.
Raues endoplasmatisches Retikulum (rER): Protein-Fabrik
Das raue endoplasmatische Retikulum (rER) ist ein wichtiger Bestandteil der Proteinproduktion. Die Vorstellung, dass das rER Ribosomen auf seiner Oberfläche trägt, unterscheidet es vom glatten ER (gER), das keine Ribosomen besitzt. Morphologisch lässt sich das rER durch die Bildung einer Reihe gewundener, membranabgeflachter „Blätter“ (Zisternen) differenzieren, die sich um den Zellkern ausbilden und sich durch das Zytoplasma erstrecken.
Glattes endoplasmatisches Retikulum (gER): Lipidverarbeitung und Entgiftung
Das glatte ER ist ein Organell mit röhrenförmiger Struktur und zahlreichen Faltungen. Zellen können spezialisiertes glattes ER enthalten, das verschiedene Funktionen übernimmt. Es produziert Steroide, Lipide und Phospholipide – unter anderem in Hoden, Eierstöcken und Talgdrüsen, die besonders reich an glattem ER sind. Zudem ist es an Stoffwechselprozessen von Kohlenhydraten und Steroiden sowie an der Entgiftung von Arzneistoffen beteiligt, vermittelt über Proteinrezeptoren an der Zellmembran. Darüber hinaus spielt es eine Rolle bei der Regulation und Kontrolle des Kalziumionen-Spiegels in Muskelzellen.
Golgi-Apparat: Verpackungs- und Verteilzentrum
Der Golgi-Apparat ist an Transport, Modifikation und Verpackung von Proteinen und Lipiden in Vesikel beteiligt, um sie zielgerichtet weiterzuleiten. Er befindet sich im Zytoplasma in der Nähe des endoplasmatischen Retikulums und des Zellkerns.
Golgi-Apparat: Verarbeitung und „Versand“
Der Golgi-Apparat (auch: Golgi-Komplex, Golgi-Körper) ist ein Zellorganell, das in den meisten eukaryotischen Zellen vorkommt. Er ist Teil des Endomembransystems im Zytoplasma und verpackt Proteine in (membranumhüllte) Vesikel innerhalb der Zelle. Diese Vesikel werden zu bestimmten Zielorten bzw. Organellen transportiert. Der Golgi-Apparat liegt zwischen sekretorischen, lysosomalen und endozytotischen Transportwegen. Besonders wichtig ist er für die Verarbeitung sekretierter Proteine, da dort Glykosylierungsenzyme verschiedene Zuckerbausteine an Proteine anheften, während diese den Apparat passieren.
Moleküle werden typischerweise durch Transportvesikel vom rauen ER zur cis-Seite der Golgi-Stapel gebracht, wo sie mit der Golgi-Membran fusionieren und nach ihrem nächsten Ziel sortiert werden. Anschließend werden sie durch die Golgi-Zisternen transportiert, umgebaut und weiter modifiziert.
Die daraus entstehenden modifizierten Protein- oder Lipidmoleküle verlassen dann die trans-Seite der Golgi-Stapel – entweder, um aus der Zelle sezerniert zu werden, oder um in ein anderes Zellkompartiment transportiert zu werden. Das komplexe System aus Membranen und Vesikeln der Golgi-Stapel, in das Moleküle eingebracht werden, wird auch als cis-Golgi-Netzwerk bezeichnet.
Lysosomen, Ribosomen und weitere wichtige Organellen
Lysosomen: Das „Verdauungssystem“ der Zelle
Lysosomen sind sehr häufige Organellen in Tierzellen. Sie sind zentral für zelluläres Recycling und enthalten Enzyme, die unerwünschtes Material, zelluläre Abfälle und Zelltrümmer abbauen. Lysosomen besitzen einen sehr niedrigen pH-Wert, und die enthaltenen Enzyme sind speziell daran angepasst, unter diesen Bedingungen zu funktionieren.
Lysosomen: Entsorgung und Recycling
Lysosomen sind runde Organellen, die von einer Membran umgeben sind und Verdauungsenzyme enthalten, die bei Verdauung, Ausscheidung und Zellerneuerung unterstützen.
Ribosomen: Maschinen der Proteinsynthese
Ribosomen sind kleine Partikel aus RNA und Proteinen, die in der Zelle Proteine synthetisieren. Sie kommen entweder frei im Zellinneren vor oder sind mit dem endoplasmatischen Retikulum verbunden. Ribosomen sind an der Oberfläche des rauen ER befestigt; das glatte ER besitzt keine Ribosomen. Der Golgi-Körper unterstützt die Verpackung und Freisetzung der vom ER gelieferten Proteine, die von Ribosomen synthetisiert wurden.
Zellmembran: Die schützende Barriere
Die Hauptfunktion der Zellmembran ist der Schutz der Zelle. Sie reguliert den Eintritt von Nährstoffen und anderen kleinen Partikeln in die Zelle. Deshalb gelten Zellmembranen als semipermeabel bzw. selektiv permeabel. Jede Tierzelle ist von der Plasmamembran umschlossen, die die strukturelle Integrität bestimmt und den Stofffluss in die Zelle hinein und aus ihr heraus reguliert. Ein Merkmal der Tierzelle ist das Fehlen einer starren Zellwand.
Wie funktioniert die selektive Permeabilität der Zellmembran?
Wie ist der Mechanismus der selektiven Permeabilität der Zellmembran? Eukaryotische Zellen, zu denen auch Tierzellen gehören, sind von einer Plasmamembran umgeben und besitzen einen Zellkern, der durch eine Membran abgegrenzt ist, sowie Organellen. Tierzellen haben – im Gegensatz zu eukaryotischen Zellen von Pflanzen und Pilzen – keine Zellwand. Diese Eigenschaft ging in ferner Vergangenheit bei einzelligen Organismen verloren, aus denen das Tierreich (Animalia) hervorging.
Zellorganellen im Detail verstehen
Zellmembran: Selektive Permeabilität und Transport
Zellen sind von einer dünnen Plasmamembran begrenzt, die den inneren Zellinhalt von der äußeren Umgebung isoliert. Die Zellmembran wirkt als selektive Barriere und hält die Zellen intakt.
Die Zellmembran wird häufig als Plasmamembran bezeichnet und erfüllt mehrere wichtige Funktionen:
- Reguliert Stoffeintritt und -austritt.
- Sorgt für Schutz und Ordnung.
- Besitzt Rezeptoren zur Zell-zu-Zell-Kommunikation.
- Hilft, die Homöostase aufrechtzuerhalten.
- Verankert das Zytoskelett
Zytoplasma: Die „Arbeitsumgebung“ der Zelle
Ein mehrzelliger Organismus besitzt in allen lebenden Zellen ein inneres zytoplasmatisches Kompartiment; der Zellkern liegt im Zytoplasma. Die gelartige Substanz der Zelle, das sogenannte Zytosol, stellt das flüssige Medium bereit, in dem biochemische Reaktionen ablaufen.
Die Zelle ist mit einem zähflüssigen Material gefüllt, dem Zytoplasma, das das Medium für chemische Reaktionen bietet. Als Kontrollzentrum gilt der Zellkern: Er beherbergt das genetische Material und spielt eine wichtige Rolle bei zellulären Funktionen wie Wachstum, Reproduktion und Stoffwechsel.
Das Zytoplasma ist kein bloß passives Medium, sondern es ist:
- Ort zahlreicher Stoffwechselreaktionen.
- Speicherbereich für Nährstoffe.
- Bewegungsmedium, durch das Materialien zwischen Organellen transportiert werden.
- Ort der Proteinsynthese (an Ribosomen).
- Die Unterstützung der Zellstruktur durch das Zytoskelett.
Tierzellen-Diagramm Schritt für Schritt zeichnen
1) Beginnen Sie mit der Darstellung des Zell-Querschnitts.
Da es sich um einen Querschnitt handelt, wurde ein Teil der Zelle „entfernt“, damit Sie ins Innere blicken können. Zeichnen Sie mit einer gebogenen Linie eine große, tierzellähnliche Form. Fügen Sie anschließend eine weitere Zellform in die erste ein. Skizzieren Sie zuletzt eine parallele Linie am unteren Rand der inneren Zellform, die mit der äußeren Form verbunden ist. Damit haben Sie die Zellmembran, die dreidimensionale Kante (wo der „Deckel“ abgehoben ist) und das Zytoplasma im Zellinneren.
2) Fügen Sie Organellen hinzu:
Ergänzen Sie alle oben besprochenen Organellen, darunter Mitochondrien, Ribosomen, Lysosomen, Golgi-Apparat und Zentriolen. Jede Organelle lässt sich mit einfachen Formen darstellen.
3) Beginnen Sie, Zellstrukturen und Organellen zu beschriften.
Kennen Sie die Namen der einzelnen Strukturen? Die großen Ovale sind Lysosomen. Das raue endoplasmatische Retikulum liegt oberhalb und unterhalb des Zellkerns. Kernporen werden durch kleine Ovale auf der Oberfläche des Zellkerns dargestellt; im Zentrum des Zellkerns befindet sich der Nukleolus. Bohnenförmige Strukturen sind die Mitochondrien, und der Zwischenraum ist eine Flüssigkeit, die als Zytoplasma bezeichnet wird.
4) Schließen Sie die Beschriftung ab.
Das glatte endoplasmatische Retikulum und der Golgi-Apparat sind unregelmäßige Strukturen mit Linien im Inneren. Die Zentriolen sind unregelmäßige Formen ohne Textur. Ribosomen bestehen aus Gruppen kleiner Ovale, und der äußere Rand der Zeichnung ist die Zellmembran.
| Lfd. Nr. | Name der Zellorganelle | Lfd. Nr. | Name der Zellorganelle |
| 1 | Raues endoplasmatisches Retikulum | 8 | Nukleolus |
| 2 | Ribosomen | 9 | Zellkern |
| 3 | Lysosomen | 10 | Zentriolen |
| 4 | Pinozytotisches Vesikel | 11 | Mikrotubuli |
| 5 | Golgi-Vesikel | 12 | Zytoplasma |
| 6 | Golgi-Apparat / Golgi-Körper | 13 | Mitochondrien |
| 7 | Glattes endoplasmatisches Retikulum | 14 | Plasmamembran |
5) Kolorieren Sie Ihre Zeichnung der Tierzellen-Anatomie.
Auch wenn die Farben in unserer Zeichnung nicht die ursprüngliche Färbung darstellen, helfen sie dabei, die verschiedenen Bereiche klar voneinander zu unterscheiden.
Beschriftungs-Leitfaden: Welche Organellen sollten enthalten sein?
Färben Sie den Zellbereich, der als Zytosol bzw. Zytoplasma bezeichnet wird, als „Flüssigkeit“, in der die Organellen liegen. Beschriften Sie direkt beim Zeichnen, damit Sie später nicht zum Modell zurückkehren und jede Organelle erneut suchen müssen. Erstellen Sie eine Checkliste der Organellen und haken Sie sie beim Zeichnen ab – so stellen Sie sicher, dass Ihnen im Diagramm nichts fehlt.
Denken Sie immer daran: Zeichnen Sie eine Tierzelle und keine Pflanzenzelle. Für ein vollständiges Tierzellen-Diagramm sollten Sie diese wichtigen Organellen einbeziehen und beschriften:
- Zellmembran,
- Zellkern,
- Nukleolus,
- Mitochondrien,
- Raues endoplasmatisches Retikulum,
- Glattes endoplasmatisches Retikulum,
- Golgi-Apparat,
- Lysosomen,
- Ribosomen,
- Zytoplasma,
- Zentriolen.
Tipps zur Farb-Kodierung für eine bessere Zell-Visualisierung
Jede Struktur und ihre Rolle werden in einer nummerierten Liste beschrieben. Lernende finden die Zellbestandteile anhand der Zahlen im Diagramm und kolorieren sie. Das ist einfach, und es ist auch ohne Lehrbuch oder Vorwissen machbar.
Zeichnen Sie die Zelle auf ein Blatt Papier. Benennen Sie jede Organelle im Diagramm und geben Sie jeder Organelle eine andere Farbe. Zeichnen Sie die Zellmembran nach – sie bildet die Kontur der Zelle. Zeichnen Sie das Zytoskelett. Für eine erfolgreiche Farb-Kodierung von Tierzellen-Diagrammen sollten Sie Folgendes beachten:
- Benachbarte Organellen sollten mit kontrastierenden Farben dargestellt werden.
- Wichtige Organellen wie Zellkern und Mitochondrien sollten in kräftigen Farben hervorgehoben werden.
- Zusammengehörige Strukturen sollten ähnliche Farbfamilien erhalten (z.B. raues und glattes ER in dunkleren und helleren Blautönen).
- Erstellen Sie unten im Diagramm eine Farblegende.
- Zeichnen Sie mehrere Zellen zum Vergleich und nutzen Sie dabei dieselben Farben.
Tierzellen-Diagramm in EdrawMax erstellen
EdrawMax bietet vorgefertigte Symbole und intelligente Design-Funktionen, die das Erstellen von Biologie-Diagrammen besonders einfach machen. Der folgende Schritt-für-Schritt-Prozess führt Sie von der Einrichtung bis zum finalen Export.
Schritt 1 Tool öffnen und loslegen
- Starten Sie EdrawMax auf Ihrem Computer und melden Sie sich in Ihrem Konto an.
- Wählen Sie eine leere Zeichenfläche oder eine Tierzellen-Diagramm-Vorlage, um Zeit zu sparen.
Schritt 2 Benötigte Elemente ziehen
- Öffnen Sie das Panel Symbolbibliothek und aktivieren Sie die Bibliotheken für Biologie und Zellstruktur.
- Ziehen Sie wichtige Tierzellen-Komponenten wie Zellkern, Mitochondrien, Ribosomen, ER, Golgi-Apparat, Lysosomen und Zellmembran auf die Zeichenfläche.
- Skalieren und duplizieren Sie Elemente nach Bedarf, um Genauigkeit und Proportionen zu wahren.
Schritt 3 Elemente anordnen und Text hinzufügen
- Positionieren Sie jede Organelle korrekt innerhalb der Zellgrenze.
- Nutzen Sie das Tool Text, um alle Teile klar und gut lesbar zu beschriften.
- Passen Sie Schriftgröße, Farbe und Ausrichtung an, damit das Diagramm sauber und professionell wirkt.
Schritt 4 Bild vom Computer einfügen
- Gehen Sie zu Einfügen > Bild > Importieren, um bei Bedarf ein Referenzbild hochzuladen.
- Platzieren Sie das Bild neben oder hinter dem Diagramm als Orientierungshilfe.
- Stellen Sie die Transparenz ein oder sperren Sie das Bild, um ein versehentliches Verschieben zu vermeiden.
Schritt 5 Beziehungen als Animationen darstellen
- Verwenden Sie das Tool Verbinder, um Beziehungen zwischen Organellen zu zeigen.
- Nutzen Sie Pfeile oder gebogene Verbinder, um funktionelle Zusammenhänge zu markieren.
- Fügen Sie Animationen oder dynamische Effekte hinzu (falls Sie präsentieren), um Prozesse wie Proteinsynthese oder Energieproduktion anschaulich zu erklären.
Schritt 6 Datei exportieren
- Klicken Sie im oberen Menü auf Export.
- Wählen Sie Ihr gewünschtes Format, z.B. PNG, JPG, PDF, Word oder PowerPoint.
- Legen Sie Auflösung und Qualitätsoptionen fest und speichern oder teilen Sie anschließend Ihr fertiges Tierzellen-Diagramm.
Fazit
Zusammenfassend ist das Verständnis der Tierzellen-Struktur ein zentraler Bestandteil der Biologie. Mithilfe der detaillierten Diagrammvorlagen und der in dieser Anleitung beschriebenen Vorgehensweise können Lernende klare und informative Visualisierungen erstellen, die ihr Verständnis der Zellbiologie verbessern.
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