Arbeitsblatt: Aufbau von Cyanobakterien

Der Aufbau eines Cyanobakteriums Cyanobakterien waren als erste Lebewesen der Erdgeschichte überhaupt in der Lage, Fotosynthese zu betreiben und so Sauerstoff zu bilden. Damit waren sie für die allmähliche Anreicherung von Sauerstoff in der Erdatmosphäre verantwortlich. Früher wurden sie zu den Algen gerechnet und als Klasse „Blaualgen geführt. Das Cytoplasma ist ein Ort vielfältiger Stoffwechselvorgänge. Es ist von der Außenwelt durch die Zellmembran und durch die Zellwand abgetrennt. Es ist die Grundsubstanz der Zelle und besteht aus Wasser und vielen weiteren Stoffen (Proteine, Salzen, Zuckern). Alle weiteren Zellbestandteile sind ins Cytoplasma eingebettet. Das Bakterienchromosom enthält die Erbinformationen (DNA), die für die Zellteilung und Steuerung der Stoffwechselvorgänge wichtig ist. Es liegt als fadenförmiges Knäuel in der Zelle vor. Die Zellmembran grenzt das Cytoplasma nach außen ab. Sie ermöglicht aber trotzdem einen Stoffaustausch mit der Umgebung, da sie für bestimmte Stoffe durchlässig ist. Sie verhindert eine unkontrollierte Verteilung von Stoffen. Der Zellmembran liegt nach außen die Zellwand auf. Die Zellwand besteht aus Murein. Pflanzliche Zellwände sind dagegen aus Zellulose aufgebaut. Die Zellwand sorgt für Stabilität, schützt die Bakterienzelle und verhindert, dass die Zelle bei Wasseraufnahme platzt. Manche Bakterienzellen besitzen zusätzlich als äußerste Schicht eine schleimige Kapsel. Diese Schleimschicht sorgt dafür, dass das Bakterium vor dem Immunsystem getarnt ist. Cyanobakterien weisen allerdings keine Kapsel auf. Im Zellinneren besitzen Bakterien noch zusätzliche kleine, runde DNA-Moleküle, die sog. Plasmide. Das Plasmid ist als eigenständige genetische Einheit unabhängig vom Zellkern. Sie werden beispielsweise als Hilfsmittel in der Gentechnik verwendet. An den Ribosomen werden Proteine (Eiweiße) hergestellt (Ort der Proteinbiosynthese). Es sind sehr kleine rundliche Gebilde, die im gesamten Cytoplasma verteilt sind. Da Cyanobakterien Fotosynthese betreiben können, kann man in ihrem Zellinneren noch farbige, pigmenttragende Strukturen erkennen. Im Gegensatz zu dem grünen Blattfarbstoff ( Chlorophyll) der Pflanzen reicht die Färbung der Zellen von blaugrün über grasgrün bis zu rot oder dunkelbraun – je nach Pigmentgehalt. Die typisch blaugrüne Färbung, der sie auch ihren Namen verdanken, stammt vom Phycocyanin (bläuliche Farbpigmente), die rötliche Färbung wird durch Phycoerythrin (rötliche Farbpigmente) hervorgerufen. Die Rosafärbung der Afrikanischen Flamingos stammt von gefressenen rötlichen Cyanobakterien der Gattung Spirulina, die sie mit ihrer Nahrung aufnehmen. Diese Farbstoffe ermöglichen die Nutzung eines großen Lichtspektrums. Auf diese Weise können Cyanobakterien auch Lebensräume, die nur schwach belichtet sind, erfolgreich besiedeln. Die Farbpigmente liegen in einigen geldrollenartigen Membranstapeln, den sog. Thyllakoiden, die der Zellmembran dicht anliegen. Bakterienzellen bewegen sich normalerweise mithilfe von Geißeln ( Flagellen) oder kleinen Wimpern fort. Cyanobakterien besitzen allerdings keine Fortbewegungseinrichtungen. Durch Schleimabscheidungen können Cyanobakterien langsame Kriechbewegungen durchführen. Arbeitsaufträge: 1. Fasse das Aussehen und die Aufgaben der einzelnen Zellbestandteile eines Cyanobakteriums tabellarisch zusammen. 2. Vervollständige die nachfolgende Skizze eines Cyanobakteriums mithilfe des Infotextes. Vergiss auch nicht, die eingezeichneten Strukturen zu beschriften. [Tipp: Falls du Probleme beim Zeichnen haben solltest, kannst du dir ein Hilfekärtchen nehmen.] 3. Begründe, warum das Gefieder der Flamingos eine Rosafärbung aufweist.