Zellbiologie: Übungsfragen mit Erklärungen

Kostenlose Multiple-Choice-Übungsfragen zu Zellbiologie mit Tipps und Erklärungen, in drei Stufen: Begriffe und Fakten, Konzepte anwenden, Fälle und Analyse.

Kostenlose ÜbungsaufgabeLeicht

Wer schlug 1953 das Doppelhelix-Modell der DNA vor?

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Was du übst

  1. LeichtBegriffe und Fakten
  2. MittelKonzepte anwenden
  3. SchwerFälle und Analyse

Zellbiologie von Grund auf lernen

1Was eine Zelle ist

Die Zelle ist die kleinste Einheit des Lebens. Die Zelltheorie besagt, dass alle Lebewesen aus Zellen bestehen und dass jede Zelle aus einer bereits vorhandenen Zelle hervorgeht.

Es gibt zwei Haupttypen:

  • Prokaryotische Zellen, etwa Bakterien, sind klein und einfach. Ihre DNA liegt frei in der Zelle; sie haben keinen Zellkern und keine anderen von einer Membran umgebenen Organellen.
  • Eukaryotische Zellen, etwa die von Tieren, Pflanzen und Pilzen, sind größer. Ihre DNA ist in einem Zellkern untergebracht, und sie haben viele Organellen: kleine Kompartimente mit jeweils eigener Aufgabe.

Pflanzenzellen haben drei Dinge, die Tierzellen fehlen: eine Zellwand aus Cellulose, Chloroplasten für die Photosynthese und eine große zentrale Vakuole.

Stell dir eine eukaryotische Zelle als Fabrik vor. Der Zellkern ist das Büro mit den Plänen, die Ribosomen sind die Maschinen, die Mitochondrien sind das Kraftwerk, und die Membran ist das Tor.

Selbsttest Was ist der Hauptunterschied zwischen prokaryotischen und eukaryotischen Zellen?
  1. Prokaryoten haben keine DNA
  2. Prokaryoten haben keine Ribosomen
  3. Prokaryoten haben keine Zellmembran
  4. Prokaryoten haben keinen von einer Membran umgebenen Zellkern

Antwort: Prokaryoten haben keinen von einer Membran umgebenen Zellkern. Prokaryoten haben durchaus DNA, eine Membran und Ribosomen. Was ihnen fehlt, sind ein Zellkern und andere von einer Membran umgebene Organellen: Ihre DNA liegt frei im Cytoplasma.

2Organellen und die Membran

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  • 1 Zellmembran: eine Phospholipid-Doppelschicht mit Proteinen. Sie steuert, was hinein- und hinausgelangt.
  • 2 Zellkern: enthält die DNA. Der Nucleolus darin bildet Ribosomen.
  • 3 Raues ER: ein Membrannetzwerk, besetzt mit Ribosomen, die Proteine herstellen. Das glatte ER ohne Ribosomen stellt Lipide her.
  • 4 Golgi-Apparat: verändert, sortiert und verpackt Proteine in Vesikel.
  • 5 Mitochondrium: bildet durch aerobe Atmung den größten Teil des ATP der Zelle, ihrer Energiewährung.
  • 6 Lysosom: baut mit Enzymen abgenutzte Teile und aufgenommenes Material ab.

Stoffe gelangen auf verschiedene Weisen durch die Membran:

  • Diffusion: Teilchen bewegen sich von hoher zu niedriger Konzentration, ohne Energie. Kleine unpolare Moleküle wie O₂ und CO₂ gelangen so hindurch.
  • Osmose: Wasser bewegt sich durch die Membran zu der Seite mit mehr gelösten Teilchen.
  • Erleichterte Diffusion: Diffusion durch einen Kanal oder ein Trägerprotein, weiterhin ohne Energie. Glucose gelangt so in die meisten Zellen.
  • Aktiver Transport: Eine Pumpe verwendet ATP, um Stoffe gegen ihr Gefälle zu bewegen, etwa die Natrium-Kalium-Pumpe.
Selbsttest Ein rotes Blutkörperchen wird in reines Wasser gelegt. Was geschieht?
  1. Es pumpt das Wasser mit ATP hinaus
  2. Es schrumpft
  3. Es schwillt an und kann platzen
  4. Nichts ändert sich

Antwort: Es schwillt an und kann platzen. Die Zelle enthält mehr gelöste Teilchen als reines Wasser, also strömt Wasser per Osmose hinein und die Zelle schwillt an. In einer konzentrierten Salzlösung würde sie stattdessen schrumpfen.

3DNA, Proteine und Zellteilung

Die DNA ist eine Doppelhelix aus zwei Strängen von Nucleotiden. Jedes Nucleotid hat einen Zucker (Desoxyribose), ein Phosphat und eine von vier Basen. Die Basen paaren sich: A mit T und C mit G.

Bevor sich eine Zelle teilt, kopiert sie ihre DNA. Die Replikation ist semikonservativ: Jede neue Doppelhelix hat einen alten und einen neuen Strang.

Ein Gen wird in zwei Schritten zu einem Protein:

  1. Transkription im Zellkern: Die RNA-Polymerase kopiert das Gen in mRNA. RNA hat Uracil (U) statt Thymin.
  2. Translation am Ribosom: Je drei Basen der mRNA, ein Codon, codieren eine Aminosäure. Die tRNA bringt die Aminosäuren heran, und die Kette faltet sich zu einem Protein.

Zellen teilen sich auf zwei Arten:

  • Mitose: Eine Zelle ergibt zwei genetisch identische Zellen mit dem vollständigen Chromosomensatz (46 beim Menschen). Dient Wachstum und Reparatur.
  • Meiose: Eine diploide Zelle ergibt vier genetisch verschiedene haploide Zellen mit dem halben Chromosomensatz (23). Dient der Bildung von Eizellen und Spermien. Crossing-over und die zufällige Verteilung der Chromosomen erzeugen die Vielfalt.

Die Phasen der Mitose sind Prophase, Metaphase, Anaphase (die Chromatiden werden auseinandergezogen) und Telophase, gefolgt von der Cytokinese.

Selbsttest Eine doppelsträngige DNA-Probe enthält 30 % Adenin. Wie viel Prozent sind Guanin?
  1. 20%
  2. 30%
  3. 40%
  4. 70%

Antwort: 20%. A paart sich mit T, also sind auch T 30 %. A + T = 60 %, es bleiben 40 % für C und G zusammen, also G = 20 %. 40 % vergisst, C und G aufzuteilen.

4Das Verfahren Schritt für Schritt

Die meisten Fragen prüfen eines von vier Themen: Struktur, Transport, den Informationsfluss (DNA → RNA → Protein) oder Teilung.

  1. Finde das Thema der Frage und das Schlüsselwort: eine Organelle, eine Transportart, ein Enzym, eine Phase.
  2. Rufe die zugehörige Funktion in einem Satz ab.
  3. Verfolge einen Prozess Schritt für Schritt in der richtigen Reihenfolge: wo er beginnt, welche Strukturen er durchläuft, wo er endet.
  4. Frage bei einem Fall, was sich ändert: Welche Struktur oder welcher Schritt ist gestört, und was folgt daraus?
  5. Schließe Optionen aus, die ähnliche Begriffe vermischen: Mitose und Meiose, Transkription und Translation, Diffusion und aktiver Transport.

5Ein durchgerechnetes Beispiel

Folge jedem Schritt. Versuche, den nächsten vorherzusagen, bevor du ihn öffnest.

Durchgerechnetes Beispiel

Eine Zelle der Bauchspeicheldrüse stellt Insulin her, ein Proteinhormon, und gibt es ins Blut ab. Welchen Weg nimmt das Insulin von seinem Gen bis außerhalb der Zelle?

1

Beginne beim Gen

Das Insulin-Gen liegt in der DNA im Zellkern (2). Es wird in mRNA transkribiert, die den Zellkern durch die Kernporen verlässt.

2

Das Protein herstellen

Die mRNA wird von einem Ribosom translatiert. Der erste Teil des neuen Proteins ist eine Signalsequenz, die das Ribosom zum rauen ER (3) lenkt. Das Protein wird direkt in das ER hinein gebildet, wo es sich faltet.

3

Verändern und verpacken

Ein Vesikel transportiert das Protein vom ER zum Golgi-Apparat (4). Dort wird es verändert, sortiert und in ein Sekretvesikel verpackt.

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4

Freisetzen

Das Vesikel verschmilzt mit der Zellmembran (1) und entleert sein Insulin nach außen. Das ist die Exocytose.

5

Antwort prüfen

Die Mitochondrien (5) liefern das ATP für diese Arbeit, und die Lysosomen (6) bauen Material ab, aber das Insulin selbst durchläuft sie nie. Der Weg Zellkern → Ribosom → raues ER → Golgi → Membran ist der Standardweg jedes sezernierten Proteins.

Antwort

Zellkern (mRNA) → Ribosom am rauen ER → Golgi-Apparat → Sekretvesikel → Exocytose an der Zellmembran.

6Häufige Fehler

  • Mitose und Meiose verwechseln. Mitose: 2 identische diploide Zellen. Meiose: 4 verschiedene haploide Zellen.
  • Transkription (DNA → mRNA, im Zellkern) und Translation (mRNA → Protein, am Ribosom) verwechseln.
  • Glauben, Prokaryoten hätten keine DNA. Sie haben DNA, aber keinen Zellkern.
  • Glauben, Osmose bewege den gelösten Stoff. Osmose ist die Bewegung von Wasser.
  • Erleichterte Diffusion als aktiv bezeichnen. Sie nutzt ein Protein, aber keine Energie und verläuft entlang des Gefälles.
  • In der DNA A mit U paaren. In der DNA paart sich A mit T; U kommt nur in der RNA vor.
Selbsttest Was entsteht bei der Meiose aus einer diploiden Zelle?
  1. Vier genetisch identische diploide Zellen
  2. Vier genetisch verschiedene haploide Zellen
  3. Zwei genetisch identische diploide Zellen
  4. Zwei genetisch verschiedene haploide Zellen

Antwort: Vier genetisch verschiedene haploide Zellen. Die Meiose hat zwei Teilungen und ergibt vier Zellen mit halbem Chromosomensatz, die durch Crossing-over und zufällige Verteilung der Chromosomen jeweils verschieden sind. Zwei identische diploide Zellen sind das Ergebnis der Mitose.

7So sehen Prüfungsaufgaben aus

  • Leicht: Fachbegriffe und Fakten. Die Funktion einer Organelle, die Basenpaarung, was Diffusion oder Mitose ist, Pflanzenzellen im Vergleich zu Tierzellen.
  • Mittel: Konzepte anwenden. Osmose in einer gegebenen Lösung, die Phasen von Mitose und Meiose, Codons und Mutationen, Glykolyse und Zellatmung.
  • Schwer: Fälle und Analyse. Klassische Experimente (Meselson–Stahl, Hershey–Chase), Krankheiten, die auf Zellebene erklärt werden, Zellsignale, der Zellzyklus und Krebs.

Nenne bei einer Fallfrage die Struktur oder den Prozess, der zuerst versagt. Die richtige Option ist die direkte Folge dieses Versagens.

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Beispielfragen

Beispiel 1Leicht

Wie heißen die Bausteine (Monomere) der DNA?

  1. AAminosäuren
  2. BFettsäuren
  3. CMonosaccharide
  4. DNukleotide
Tipps anzeigen
  1. Jeder besteht aus einem Zucker, einem Phosphat und einer Base.
  2. Zwei falsche Antworten sind jetzt durchgestrichen. Eine der beiden übrigen ist richtig.
Antwort und Erklärung anzeigen

Warum das die Antwort ist

Die DNA ist ein Polymer aus Nukleotiden, die jeweils aus Desoxyribose, einer Phosphatgruppe und einer von vier Basen bestehen.

Antwort

D · Nukleotide
Beispiel 2Mittel

Wie wirken Steroidhormone wie Cortisol hauptsächlich auf ihre Zielzellen?

  1. ASie werden durch Phagozytose aufgenommen und verdaut
  2. BSie binden einen Membranrezeptor und öffnen Ionenkanäle, wodurch sich das Membranpotenzial der Zelle ändert
  3. CSie aktivieren die Adenylatcyclase von außerhalb der Zelle
  4. DSie durchqueren die Membran und binden intrazelluläre Rezeptoren, die die Gentranskription verändern
Tipps anzeigen
  1. Steroide sind fettlöslich.
  2. Zwei falsche Antworten sind jetzt durchgestrichen. Eine der beiden übrigen ist richtig.
Antwort und Erklärung anzeigen

Warum das die Antwort ist

Steroide diffundieren durch die Membran und binden an Rezeptoren im Zytoplasma oder Zellkern. Der Hormon-Rezeptor-Komplex wirkt als Transkriptionsfaktor.

Antwort

D · Sie durchqueren die Membran und binden intrazelluläre Rezeptoren, die die Gentranskription verändern
Beispiel 3Schwer

In Griffiths Experiment von 1928 starben Mäuse, denen hitzeabgetötete glatte (S-)Pneumokokken zusammen mit lebenden rauen (R-)Bakterien injiziert wurden. Was zeigte das?

  1. AHitze tötet S-Bakterien nicht ab
  2. BEine Substanz aus den toten S-Zellen wandelte R-Zellen in eine virulente Form um
  3. CMäuse bilden aus R-Bakterien S-Bakterien
  4. DR-Bakterien sind allein virulent
Tipps anzeigen
  1. Keiner der beiden Bestandteile allein tötete die Mäuse.
  2. Zwei falsche Antworten sind jetzt durchgestrichen. Eine der beiden übrigen ist richtig.
Antwort und Erklärung anzeigen

Warum das die Antwort ist

Etwas aus dem hitzeabgetöteten S-Stamm verwandelte lebende R-Bakterien in den virulenten S-Typ. Griffith nannte dies Transformation; später zeigte sich, dass das "transformierende Prinzip" DNA ist.

Antwort

B · Eine Substanz aus den toten S-Zellen wandelte R-Zellen in eine virulente Form um

Fragen und Antworten

Zellbiologie: Worum geht es?

Die Zelle ist die kleinste Einheit des Lebens. Die Zelltheorie besagt, dass alle Lebewesen aus Zellen bestehen und dass jede Zelle aus einer bereits vorhandenen Zelle hervorgeht.

Es gibt zwei Haupttypen:

Zellbiologie: Wie lernt man es Schritt für Schritt?
  1. Was eine Zelle ist
  2. Organellen und die Membran
  3. DNA, Proteine und Zellteilung
  4. Das Verfahren Schritt für Schritt
  5. Ein durchgerechnetes Beispiel
  6. Häufige Fehler
  7. So sehen Prüfungsaufgaben aus
Zellbiologie: Was wird geübt?
  • Leicht: Begriffe und Fakten
  • Mittel: Konzepte anwenden
  • Schwer: Fälle und Analyse

Jede Frage hat vier Antwortmöglichkeiten, und nur eine ist richtig. Du hängst fest? Öffne zuerst einen kleinen Tipp und die vollständige Erklärung erst, wenn du sie brauchst.

So funktioniert das Üben

  • Jede Frage hat vier Antwortmöglichkeiten, und nur eine ist richtig.
  • Du hängst fest? Öffne zuerst einen kleinen Tipp und die vollständige Erklärung erst, wenn du sie brauchst.
  • Dein Fortschritt, deine Fehler und gespeicherten Aufgaben bleiben erhalten, damit du vor der Prüfung wiederholen kannst.

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