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Zellen als Grundeinheiten

Zwei Aufgaben: Hookes Korkscheibe und ein Streit um die wirkliche Größe einer Zelle.

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Hookes Korkscheibe

AFB I–II

1665 schnitt Robert Hooke mit einem Federmesser eine hauchdünne Scheibe von einem Flaschenkorken ab und betrachtete sie unter seinem selbst gebauten Mikroskop. Er sah viele kleine, leere Kammern, die ihn an die Zellen von Mönchen in einem Kloster erinnerten.

  1. Beschreibe Hookes Beobachtung.
  2. Erkläre , warum Hooke nur leere Kammern sah.
  3. Nenne die drei Aussagen der Zelltheorie.
  4. Ordne die Beiträge von Schleiden, Schwann und Virchow in die Zelltheorie ein.

Hinweise

Hinweis zu Aufgabe a)
Was sah er, wie sah es aus?
Hinweis zu Aufgabe b)
Kork ist totes Gewebe.
Hinweis zu Aufgabe c)
Aufbau, kleinste Einheit, Entstehung.
Hinweis zu Aufgabe d)
Pflanzen, Tiere, Teilung.

Erwartungshorizont

Erwartungshorizont zu Aufgabe a)

Hooke sah im Kork viele kleine, regelmäßig angeordnete, leere Hohlräume, ähnlich den Waben einer Bienenwabe. Er nannte sie „cells“ (Zellen).

Erwartungshorizont zu Aufgabe b)

Kork besteht aus abgestorbenen Zellen. Zellinhalt wie Zellplasma und Zellkern ist verschwunden; übrig sind nur die festen Zellwände.

Erwartungshorizont zu Aufgabe c)

Alle Lebewesen bestehen aus Zellen. Die Zelle ist die kleinste lebensfähige Einheit. Jede Zelle entsteht aus einer Zelle.

Erwartungshorizont zu Aufgabe d)

Schleiden zeigte, dass alle Pflanzen aus Zellen bestehen, Schwann übertrug das auf Tiere (erste Aussage). Virchow erkannte, dass jede Zelle aus einer Zelle entsteht (dritte Aussage).

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Wie groß ist die Zelle wirklich?

AFB II–III

Im Biologieraum gibt es ein Mikroskop mit Messokular. Beim 10er-Objektiv entspricht ein Teilstrich 10 µm, beim 40er-Objektiv 2,5 µm.

Hanna misst eine Zelle aus einem Tomatenfruchtfleisch-Präparat mit dem 10er-Objektiv: 30 Teilstriche. Tim misst dieselbe Zelle mit dem 40er-Objektiv und bekommt 120 Teilstriche. Tim ist sicher: „Meine Zelle ist viermal größer.“

  1. Berechne die Größe der Zelle aus Hannas Messung in µm und in mm.
  2. Überprüfe Tims Behauptung.
  3. Erkläre , warum ein Teilstrich beim 40er-Objektiv einer kleineren Strecke entspricht.
  4. Beurteile , welches Objektiv sich für diese Messung besser eignet.

Hinweise

Hinweis zu Aufgabe a)
Teilstriche mal Teilstrichwert; 1 mm = 1000 µm.
Hinweis zu Aufgabe b)
Rechne Tims Messung um.
Hinweis zu Aufgabe c)
Die Skala liegt im Okular, das Objekt wird stärker vergrößert.
Hinweis zu Aufgabe d)
Passt die ganze Zelle noch ins Bild?

Erwartungshorizont

Erwartungshorizont zu Aufgabe a)

30 · 10 µm = 300 µm = 0,3 mm.

Erwartungshorizont zu Aufgabe b)

120 · 2,5 µm = 300 µm. Beide messen dieselbe Größe; Tims Behauptung ist falsch. Er hat Teilstriche mit Mikrometern verwechselt.

Erwartungshorizont zu Aufgabe c)

Die Skala im Okular bleibt gleich groß. Das Objektiv vergrößert das Objekt aber viermal stärker, deshalb deckt ein Teilstrich nur ein Viertel der Strecke ab.

Erwartungshorizont zu Aufgabe d)

Beide Messungen führen zum selben Ergebnis. Das 40er-Objektiv misst genauer, weil ein Teilstrich nur 2,5 µm entspricht; die Zelle (0,3 mm) passt bei 400-fach aber kaum noch ganz ins Bild (Ausschnitt etwa 0,45 mm). Für diese große Zelle ist das 10er-Objektiv praktischer.