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Zwiebelzellen oder Birnenzellen?

Zwiebelzellen oder Birnenzellen?



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Ich untersuche verschiedene Zellen unter einem Hellfeldmikroskop für Hausaufgaben und habe Schwierigkeiten festzustellen, ob es sich bei diesen Zellen um Zwiebelzellen handelt (Allium cepa) oder Birnenzellen (Pyrus) unter einem Lichtmikroskop. Ich bin mir ziemlich sicher, dass es sich um Birnenzellen handelt, aber ich wollte nur sichergehen!


Sie haben Recht, das sind Birnenzellen.

Zwiebel Haut Zellen (beliebt in Foliensätzen)

Quelle und eine Hommage an Zwiebelhautzellen

Birnenzellen

Quelle und auch einige andere schöne Bilder von Birnenzellen


Ein Wissenschaftler vergleicht die äußere Struktur einer Zwiebelzelle, Struktur X, mit der äußeren Struktur einer menschlichen Hautzelle, Struktur Y. Welche Verallgemeinerung trifft auf die untersuchten Strukturtypen zu? Struktur X lebt nicht und Struktur Y lebt. Struktur X kann in einigen menschlichen Zellen gefunden werden und Struktur Y kann in einigen Pflanzenzellen gefunden werden. Struktur X kommt nur in Pflanzenzellen vor und Struktur Y kommt in Pflanzen- und Tierzellen vor. Struktur X ist semipermeabel und Struktur Y ist selektiv permeabel.

C Struktur X kommt nur in Pflanzenzellen vor und Struktur Y kommt in Pflanzen- und Tierzellen vor.

C) Struktur X kommt nur in Pflanzenzellen vor und Struktur Y kommt in Pflanzen- und Tierzellen vor.

Struktur X kommt nur in Pflanzenzellen vor und Struktur Y kommt in Pflanzen- und Tierzellen vor.

Struktur X kommt nur in Pflanzenzellen vor und Struktur Y kommt in Pflanzen- und Tierzellen vor.

Die äußere Struktur einer Zwiebel besteht aus Zellulosezellwänden. Cellulose ist ein Material, das nur in Pflanzenzellen vorkommt, in tierischen Zellen ist es nicht vorhanden. Die pflanzliche Zellwand besteht aus Zellulose Zellulose ist ein Polysaccharid, das der Zellwand ihre Form und Festigkeit verleiht. Struktur Y hingegen, die Zellmembran, kommt sowohl in Pflanzen- als auch in Tierzellen vor.

Die richtige Antwort ist C) Struktur X kommt nur in Pflanzenzellen vor und Struktur Y kommt in Pflanzen- und Tierzellen vor.

Bei Eukaryoten unterscheidet sich die Pflanzenzelle von tierischen Zellen durch das gleichzeitige Vorhandensein von Pektozellulosewand (Struktur X), Vakuole und Plastiden.

die Pflanzenzelle wird von einer Wand (Struktur X) und nicht nur von einer zytoplasmatischen Membran (Struktur Y) begrenzt. Somit wird die Bildung eines äußeren Skeletts um die phospholipidische Doppelschicht herum beobachtet. Von innen nach außen sieht man die Sekundärwand direkt in Kontakt mit der Plasmamembran, die Primärwand, dann die Mittellamelle.

Diese Wand (Struktur X) ermöglicht es ihnen, eine gewisse Steifigkeit zu erlangen, die für die Aufrechterhaltung eines starken intrazellulären osmotischen Drucks unerlässlich ist, der selbst für das Tragen der Pflanze unerlässlich ist.

Die zytoplasmatischen Tier- und Pflanzenmembranen (Struktur Y) trennen das Innere der Zelle vom extrazellulären Medium, während sie die Kommunikation und den Austausch mit diesem aufrechterhalten. Es gewährleistet die Erkennung von Signalen und Molekülen aus dem extrazellulären Medium aufgrund der darin enthaltenen spezifischen molekularen Rezeptoren.


Gewebe im Blatt

Wenn Zellen des gleichen Typs zusammenarbeiten, um eine kollektive Funktion zu erfüllen, wird die Ansammlung von Zellen als a . bezeichnet Gewebe. Die Epidermis ist beispielsweise eine Ansammlung parenchymartiger Zellen, die zusammenarbeiten, um die innere Umgebung der Pflanze von der äußeren zu trennen. Die Epidermis enthält auch spezialisierte Zellen. Trichome sind Auswüchse der Epidermis, die wie Haare aussehen. Diese können die Pflanze vor Sonnenschäden schützen, indem sie weiß und reflektierend sind, verdunstende Feuchtigkeit auf der Pflanzenoberfläche einschließen, klebrige Substanzen absondern und für Pflanzenfresser unangenehm sein.

Ein zweiter Typ von spezialisierten Zellen in der Epidermis ist die Schließzelle. Schließzellen sind wie Klammern geformt und flankieren kleine Poren in der Epidermis, genannt Stomata (sing. Stoma). Wenn die Pflanze ausreichend Wasser hat, blähen sich die Schließzellen auf und das Stoma ist geöffnet, sodass Wasserdampf durch Transpiration entweichen kann. Wenn die Pflanze zu wenig Wasser hat, kollabieren die Schließzellen, schließen das Stoma und fangen das Wasser im Inneren ein. Damit die Pflanze jedoch Photosynthese betreiben kann, muss sie Zugang zu Kohlendioxid haben und Sauerstoff abgeben können. Beide Gase werden über die Stomata ausgetauscht.

Abbildung (PageIndex<5>): Stomata in einer Stomata-Krypta

Das obige Bild stammt von der unteren Epidermis eines Nerium-Blattes. Diese Pflanzen leben in rauen, trockenen Umgebungen und haben viele Anpassungen, um Wasserverlust zu verhindern. Dies ist eine Tasche auf der Unterseite des Blattes, in der sich die Spaltöffnungen befinden. Sie können drei verschiedene Gruppen von Schließzellen sehen, die derzeit geschlossen sind und etwas dunkler erscheinen als die anderen Epidermiszellen. Diese Spaltöffnungen umgeben und füllen die Tasche sind Trichome.

Wie hängt die Lage der Trichome mit der Verhinderung von Wasserverlust zusammen?

Sehen Sie sich ein Blatt unter dem Sezierbereich an. Können Sie Trichome, Schließzellen oder andere spezialisierte Epidermiszellen finden?

Schäle die untere Epidermis des Blattes ab, ähnlich wie du sie von der Zwiebel entfernt hast. Es kann helfen, das Blatt langsam zu brechen, um hoffentlich ein Stück der Epidermis zu erhalten, das Sie abziehen können. Es wird wie eine transparente Hautschicht aussehen. Machen Sie eine nasse Halterung der Epidermis und betrachten Sie sie unter dem zusammengesetzten Mikroskop. Zeichnen Sie, was Sie unten sehen, und beschriften Sie alle spezialisierten Epidermiszellen.

Welchem ​​Zelltyp (-Enchym) sind diese Zellen am ähnlichsten?

Wenn mehrere Gewebe zusammenarbeiten, um eine kollektive Funktion zu erfüllen, wird diese Ansammlung von Geweben als bezeichnet Organ. Obwohl wir mit dem Begriff der Organe bei Tieren vertraut sind, kann es manchmal überraschend sein, diesen Aspekt von Pflanzen zu betrachten.

Ein Beispiel für ein Organ in einer Pflanze ist das Blatt. Ein Blatt ist von epidermalem Gewebe umgeben, das die innere Umgebung schützt und den Gasaustausch mit der Umgebung ermöglicht. Das Xylemgewebe, das sich in den Blattadern befindet, liefert das Wasser, das für das spezialisierte Parenchym benötigt wird. Mesophyllzellen, um Photosynthese zu betreiben. Phloemgewebe verläuft neben dem Xylemgewebe und transportiert während der Photosynthese gebildete Zucker in andere Bereiche der Pflanze, um sie entweder sofort zu verwenden oder zu lagern. Zusammen ermöglichen diese Gewebe dem Blatt, als ein auf die Photosynthese spezialisiertes Organ zu fungieren.

Sehen Sie sich eine vorbereitete Folie eines Blattquerschnitts an. Zeichnen Sie, was Sie unten sehen. Identifizieren und beschriften Sie so viele Gewebe, Zelltypen und spezialisierte Zellen wie möglich.


So erhalten Sie eine dünne Schicht Zwiebelzellen

Eine Zwiebel besteht aus Schichten, die durch eine dünne Membran getrennt sind. Für dieses Experiment wird die dünne Membran verwendet, um die Zwiebelzellen zu beobachten. Es kann leicht gewonnen werden, indem man es mit einer Pinzette von einer beliebigen Schicht der Zwiebel abschält.

  1. Besorgen Sie sich einen Objektträger und ein Deckglas und stellen Sie sicher, dass beide gründlich gewaschen und getrocknet sind.
  2. Entfernen Sie die einzelne Schicht der Epidermiszellen von der inneren (konkaven) Seite des Schuppenblattes (je dünner, desto besser).
  3. Legen Sie die einzelne Schicht des Zwiebelzellepithels auf einen Glasobjektträger. Achten Sie darauf, dass Sie es nicht falten oder zerknittern.
  4. Gib einen Tropfen Jodfleck auf dein Zwiebelgewebe.
  5. Legen Sie das Deckglas auf das gefärbte Gewebe und klopfen Sie vorsichtig alle Luftblasen heraus.
  6. Beobachten Sie die Zellen unter 4x, 10x und 40x mit weit geöffnetem Diaphragma. Reduzieren Sie langsam die Lichtintensität durch Schließen der Blende und beobachten Sie das Bild. Welche Lichtintensität zeigte die größten zellulären Details? ____________
  7. Geben Sie unten in den Raum ein, Zeichne eine Gruppe von 10 benachbarten Zellen bei 10x. Beschriften Sie in einer Zelle alle Teile, die Sie sehen.

8. Schalten Sie bei 40x auf hohe Leistung. Kannst du eine ganze Zelle sehen? Falls Sie können, Zeichne eine Zelle und beschrifte sie unten. Wenn nein, gehe zurück zu 10x und zeichne eine Zelle und beschrifte sie unten.


Pflanzenzelllabor

Zweck: Die Schüler beobachten Pflanzenzellen mit einem Lichtmikroskop. Es werden zwei Zellen beobachtet, eine aus der Schale einer Zwiebel und die andere aus einer gewöhnlichen Aquarienwasserpflanze (Anacharis). Die Schüler vergleichen beide Zelltypen und identifizieren Strukturen, die in jedem sichtbar sind.

Prelab-Fragen

  1. Welche Funktion haben Chloroplasten?
  2. Nennen Sie zwei Strukturen, die in Pflanzenzellen vorkommen, aber nicht in tierischen Zellen.
  3. Nennen Sie drei Strukturen, die in Pflanzenzellen UND in Tierzellen vorkommen.
  4. Welche Struktur umgibt die Zellmembran (bei Pflanzen) und gibt der Zelle Halt.

Teil A &schüchterne Zwiebelzellen

Besorgen Sie sich einen vorbereiteten Objektträger mit Zwiebelzellen oder bereiten Sie selbst einen vor. Betrachten Sie unter dem Mikroskop und skizzieren Sie die Zellen bei jeder Vergrößerung. Beschriften Sie die Zellwand, den Kern und das Zytoplasma so, wie sie unter hoher Leistung erscheinen.

Teil B & schüchterne Elodea-Zellen

Sehen Sie sich eine vorbereitete Folie von Elodea (Anacharis) an, einer Aquarienpflanze. Wenn sich der Objektträger durch das Licht des Mikroskops erwärmt, können Sie sehen, wie sich die Chloroplasten bewegen, ein Prozess, der als zytoplasmatisches Strömen bezeichnet wird. Beschriften Sie die Zellwand, die Chloroplasten und das Zytoplasma so, wie sie unter hoher Leistung erscheinen.


Experimentelle Herstellung von temporären Halterungen einer Zwiebelschale

Experimentelle Herstellung von temporären Halterungen einer Zwiebelschale!

Experiment:

Zielsetzung:

Um eine gefärbte temporäre Halterung einer Zwiebelschale vorzubereiten und Beobachtungen aufzuzeichnen und beschriftete Diagramme zu zeichnen.

Benötigte Geräte und Materialien:

Eine Zwiebel, ein Glasobjektträger, ein Uhrglas, ein Deckglas, eine Pinzette, eine Nadel, ein Pinsel, eine Klinge, ein Filterpapier, Safranin, Glycerin, eine Pipette, Wasser und ein zusammengesetztes Mikroskop.

Theorie:

Alle lebenden Organismen bestehen aus Zellen. Die Form, Größe und Anzahl dieser Einheiten variiert in Organismen. Die drei Hauptbestandteile einer Zelle sind die Zellmembran, das Zytoplasma und der Zellkern. In einer Pflanzenzelle umgibt eine Zellwand die Zellmembran.

Verfahren:

1. Nehmen Sie eine Zwiebel und entfernen Sie ihre äußerste Schale.

2. Schneiden Sie nun mit Hilfe einer Klinge ein kleines Stück von einem inneren Schuppenblatt ab.

3. Trennen Sie mit Hilfe einer Pinzette eine dünne, transparente Schale von der konvexen Oberfläche des Schuppenblattes.

4. Bewahren Sie diese Schale in einem Uhrglas mit Wasser auf?

5. Geben Sie zwei Tropfen Safranin-Färbung in das Uhrglas, um die Schale anzufärben.

6. Nehmen Sie einen sauberen Objektträger und geben Sie einen Tropfen Glyzerin in die Mitte des Objektträgers.

7. Mit Hilfe eines Pinsels und einer Nadel die Schale auf den Objektträger übertragen. Glycerin verhindert das Austrocknen der Schale.

8. Bedecken Sie es vorsichtig mit einem Deckglas und vermeiden Sie das Eindringen von Luftblasen in das Deckglas.

9. Entfernen Sie überschüssiges Glycerin mit einem Filterpapier.

10. Beobachten Sie die vorbereitete Halterung der Schale unter der niedrigen und hohen Vergrößerung eines zusammengesetzten Mikroskops.

Beobachtungen:

Eine große Anzahl rechteckiger Zellen ist sichtbar. Diese Zellen liegen eng beieinander mit Interzellularräumen dazwischen. Diese Zellen sind von unterschiedlichen Zellwänden umgeben. Diese Zellen haben einen dunkel gefärbten Kern und eine große Vakuole in der Mitte.

Vorsichtsmaßnahmen:

1. Über- und Unterfärbung sollten vermieden werden.

2. Ein Falten der Schale sollte vermieden werden.

3. Es sollten saubere und trockene Objektträger und Deckgläser verwendet werden.

4. Das Deckglas sollte sorgfältig platziert werden, um Luftblasen zu vermeiden.

Experiment 1.2:

Zielsetzung:

Um eine gefärbte temporäre Ansammlung menschlicher Wangenzellen herzustellen und Beobachtungen aufzuzeichnen und beschriftete Diagramme zu zeichnen

Benötigte Geräte und Materialien:

Zahnstocher, Objektträger, Deckglas, Filterpapier, Nadeln, Pinsel, Uhrglas, Methylenblau, Tropfer, Glycerin, Wasser und ein zusammengesetztes Mikroskop

Theorie:

Tierzellen haben normalerweise eine unregelmäßige Form. Sie haben keine Zellwand. Sie sind von einer Zellmembran umgeben und enthalten Zytoplasma und Zellkern.

Verfahren:

1. Kratzen Sie mit Hilfe des flachen Endes eines gewaschenen Zahnstochers sanft über die Innenseite Ihrer Wange.

2. Legen Sie die Kratzspuren in die Mitte eines sauberen Objektträgers.

3. Fügen Sie einen Tropfen Wasser und einen Tropfen Methylenblau hinzu.

4. Entfernen Sie nach einer Minute das mit Methylenblau vermischte überschüssige Wasser durch leichtes Kippen des Objektträgers.

5. Geben Sie einen Tropfen Glyzerin über die fleckigen Abschabungen und bedecken Sie sie vorsichtig mit einem Deckglas.

6. Entfernen Sie überschüssiges Glycerin mit Filterpapier.

7. Beobachten Sie die Kratzer unter der niedrigen und hohen Vergrößerung eines Mikroskops.

Beobachtungen:

Viele flache, ovale oder unregelmäßige Zellen sind zu sehen. Die Zellmembran umschließt hyalines Zytoplasma und einen ovalen, dichten Zellkern. Die Zellwand fehlt wie bei allen tierischen Zellen.

Vorsichtsmaßnahmen:

1. Die Wangen sollten vorsichtig abgeschabt werden, um Verletzungen zu vermeiden.

2. Eine Über- und Unterfärbung der Zellen sollte vermieden werden.

3. Das Deckglas sollte sorgfältig platziert werden, um das Eindringen von Luftblasen zu vermeiden.


Die Zwiebelzelle_lab

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Diashows

Zellen sind die Grundeinheit des Lebens. Alle Lebewesen bestehen aus Zellen. Es gibt zwar einige Merkmale, die allen Zellen gemeinsam sind, wie das Vorhandensein einer Zellmembran, Zytoplasma, DNA und Ribosomen, aber nicht alle Zellen sind gleich.

Prokaryontischen Zellen fehlen ein Kern und membrangebundene Organellen. Eukaryontische Zellen werden durch membrangebundene Organellen mit spezialisierten Funktionen unterteilt. Bei Eukaryoten befindet sich die DNA im Kern, während bei Prokaryoten kein Kern vorhanden ist.

In einigen gefärbten Präparaten kann der Kern einen oder mehrere dunkler gefärbte Körper enthalten, die Nukleolen (Singular-Nukleolus). Ribosomale RNA (rRNA) wird im Nukleolus transkribiert. Der Kern enthält auch eine Reihe von Strukturen, die Chromosomen genannt werden und aus DNA und Proteinen bestehen. Chromosomen können nur nach speziellen Färbeverfahren bei sich teilenden Zellen gesehen werden. Wenn sich Zellen nicht teilen, werden Chromosomen als Chromatin angesehen. Eine Ausnahme ist ein inaktiviertes und kondensiertes Chromosom bei weiblichen Säugetieren. Dieses Chromosom, das als dunkler Fleck im Kern sichtbar sein kann, wird Barr-Körper genannt.

Der Zellkern in lebenden Zellen ist manchmal nicht vom Zytoplasma zu unterscheiden, es sei denn, die Zelle ist gefärbt. Bei der Färbung erscheint der Zellkern dunkler als das umgebende Zytoplasma.

Das Zytoplasma ist der Bereich der Zelle außerhalb des Zellkerns. Es enthält Flüssigkeit, Ribosomen, das Zytoskelett und bei Eukaryoten andere membrangebundene Organellen.

Die winzigen “Kraftwerke” im Zytoplasma von Zellen werden Mitochondrien genannt. Diese Organellen haben ungefähr die Größe vieler Bakterien und sind nur bei höheren Vergrößerungen auf speziell präparierten Objektträgern zu sehen.

Plastiden sind Organellen, die in Pflanzen und Algen vorkommen. Einige organische Verbindungen werden in Plastiden produziert und gespeichert. Das grüne Pigment Chlorophyll befindet sich in speziellen photosynthetischen Plastiden, den Chloroplasten. Andere Arten von Plastiden umfassen Chromoplasten, die andere Pigmente als Chlorophyll enthalten, und Amyloplasten, die Stärke speichern.

Die zentrale Saftvakuole nimmt oft einen großen Raum im Zytoplasma von Pflanzenzellen ein, kann aber bei anderen Zelltypen klein sein oder fehlen. Oft befinden sich andere Organellen in Pflanzenzellen neben der Plasmamembran, weil die zentrale Vakuole so viel Platz innerhalb der Zelle einnimmt. Unter gesunden Bedingungen für Pflanzenzellen ist die zentrale Vakuole groß und erzeugt einen Turgordruck gegen die Zellwand, die sich außerhalb der Zellmembran befindet. Die Zellwand verhindert, dass Pflanzenzellen platzen. Einige andere Zellen haben auch Zellwände, die jedoch in der Regel aus anderen Materialien bestehen. Pflanzenzellwände bestehen aus Zellulose, während Bakterien Zellwände aus Peptidoglykanen und Pilze Zellwände aus Chitin haben. Auch Archaeen und Algen haben Zellwände aus verschiedenen Verbindungen.


Inhalt

Es gibt zwei Arten von Zellen: eukaryotische, die einen Zellkern enthalten, und prokaryotische, die dies nicht tun. Prokaryoten sind einzellige Organismen, während Eukaryoten entweder einzellig oder mehrzellig sein können.

Prokaryotische Zellen

Prokaryoten umfassen Bakterien und Archaeen, zwei der drei Lebensbereiche. Prokaryontische Zellen waren die erste Lebensform auf der Erde, die durch lebenswichtige biologische Prozesse einschließlich Zellsignalen gekennzeichnet war. Sie sind einfacher und kleiner als eukaryotische Zellen und haben keinen Zellkern und andere membrangebundene Organellen. Die DNA einer prokaryotischen Zelle besteht aus einem einzigen kreisförmigen Chromosom, das in direktem Kontakt mit dem Zytoplasma steht. Die Kernregion im Zytoplasma wird als Nukleoid bezeichnet. Die meisten Prokaryonten sind die kleinsten aller Organismen mit einem Durchmesser von 0,5 bis 2,0 µm. [13]

Eine prokaryontische Zelle hat drei Regionen:

  • Die Zelle umschließt die Zellhülle – im Allgemeinen bestehend aus einer Plasmamembran, die von einer Zellwand bedeckt ist, die bei einigen Bakterien zusätzlich von einer dritten Schicht, einer Kapsel, bedeckt sein kann. Obwohl die meisten Prokaryonten sowohl eine Zellmembran als auch eine Zellwand haben, gibt es Ausnahmen wie z Mykoplasmen (Bakterien) und Thermoplasma (Archaea), die nur die Zellmembranschicht besitzen. Die Hülle verleiht der Zelle Steifigkeit und trennt das Innere der Zelle von seiner Umgebung und dient als Schutzfilter. Die Zellwand besteht bei Bakterien aus Peptidoglycan und wirkt als zusätzliche Barriere gegen äußere Kräfte. Es verhindert auch, dass sich die Zelle aufgrund des osmotischen Drucks aufgrund einer hypotonen Umgebung ausdehnt und platzt (Zytolyse). Einige eukaryontische Zellen (Pflanzenzellen und Pilzzellen) haben auch eine Zellwand.
  • Innerhalb der Zelle befindet sich die zytoplasmatische Region, die das Genom (DNA), Ribosomen und verschiedene Arten von Einschlüssen enthält. [4] Das genetische Material ist im Zytoplasma frei zu finden. Prokaryoten können extrachromosomale DNA-Elemente tragen, die als Plasmide bezeichnet werden und normalerweise kreisförmig sind. Lineare bakterielle Plasmide wurden in mehreren Arten von Spirochäten identifiziert, einschließlich Mitgliedern der Gattung Borrelien vor allem Borrelien burgdorferi, die Lyme-Borreliose verursacht. [14] Obwohl sie keinen Kern bildet, ist die DNA in einem Nukleoid kondensiert. Plasmide kodieren zusätzliche Gene, wie Antibiotikaresistenzgene.
  • Außen ragen Geißeln und Pili aus der Zelloberfläche heraus. Dies sind Strukturen (nicht in allen Prokaryoten vorhanden) aus Proteinen, die die Bewegung und Kommunikation zwischen Zellen erleichtern.

Eukaryontische Zellen

Pflanzen, Tiere, Pilze, Schleimpilze, Protozoen und Algen sind alle eukaryontisch. Diese Zellen sind etwa fünfzehnmal breiter als ein typischer Prokaryont und können ein bis zu tausendmal größeres Volumen haben. Das Hauptunterscheidungsmerkmal von Eukaryoten gegenüber Prokaryoten ist die Kompartimentierung: das Vorhandensein von membrangebundenen Organellen (Kompartimenten), in denen spezifische Aktivitäten stattfinden. Der wichtigste unter diesen ist ein Zellkern, [4] eine Organelle, die die DNA der Zelle beherbergt. Dieser Kern gibt dem Eukaryoten seinen Namen, was "wahrer Kern (Kern)" bedeutet. Andere Unterschiede sind:

  • Die Plasmamembran ähnelt in ihrer Funktion der von Prokaryoten, mit geringfügigen Unterschieden im Aufbau. Zellwände können vorhanden sein oder nicht.
  • Die eukaryotische DNA ist in einem oder mehreren linearen Molekülen organisiert, die als Chromosomen bezeichnet werden und mit Histonproteinen assoziiert sind. Die gesamte chromosomale DNA wird im Zellkern gespeichert, durch eine Membran vom Zytoplasma getrennt. [4] Einige eukaryotische Organellen wie Mitochondrien enthalten auch etwas DNA.
  • Viele eukaryotische Zellen sind mit primären Zilien bewimpert. Primäre Zilien spielen eine wichtige Rolle bei der Chemosensation, Mechanosensation und Thermosensation. Jedes Zilien kann daher "als sensorische zelluläre Antennen angesehen werden, die eine große Anzahl von zellulären Signalwegen koordiniert und manchmal die Signalübertragung an die Ziliarmotilität oder alternativ an die Zellteilung und -differenzierung koppelt". [fünfzehn]
  • Bewegliche Eukaryoten können sich mit beweglichen Zilien oder Geißeln fortbewegen. Bei Koniferen und Blütenpflanzen fehlen bewegliche Zellen. [16] Eukaryontische Flagellen sind komplexer als die von Prokaryonten. [17]

Alle Zellen, ob prokaryontisch oder eukaryontisch, haben eine Membran, die die Zelle umhüllt, das Ein- und Auswandern reguliert (selektiv durchlässig) und das elektrische Potential der Zelle aufrechterhält. Innerhalb der Membran nimmt das Zytoplasma den größten Teil des Zellvolumens ein. Alle Zellen (außer roten Blutkörperchen, denen ein Zellkern und die meisten Organellen fehlen, um maximalen Platz für Hämoglobin aufzunehmen) besitzen DNA, das Erbmaterial von Genen, und RNA, die die Informationen enthält, die zum Aufbau verschiedener Proteine ​​​​wie Enzymen, der primären Maschinerie der Zelle, erforderlich sind . Es gibt auch andere Arten von Biomolekülen in Zellen. Dieser Artikel listet diese primären zellulären Komponenten auf und beschreibt dann kurz ihre Funktion.

Membran

Die Zellmembran oder Plasmamembran ist eine biologische Membran, die das Zytoplasma einer Zelle umgibt. Bei Tieren ist die Plasmamembran die äußere Begrenzung der Zelle, während sie bei Pflanzen und Prokaryonten meist von einer Zellwand bedeckt ist. Diese Membran dient dazu, eine Zelle von ihrer Umgebung zu trennen und zu schützen und besteht hauptsächlich aus einer Doppelschicht von Phospholipiden, die amphiphil sind (teilweise hydrophob und teilweise hydrophil). Daher wird die Schicht als Phospholipid-Doppelschicht oder manchmal als flüssige Mosaikmembran bezeichnet. Eingebettet in diese Membran ist eine makromolekulare Struktur, die als Porosom bezeichnet wird, das universelle sekretorische Portal in Zellen und eine Vielzahl von Proteinmolekülen, die als Kanäle und Pumpen fungieren, die verschiedene Moleküle in die und aus der Zelle befördern. [4] Die Membran ist semipermeabel und selektiv permeabel, indem sie eine Substanz (Molekül oder Ion) entweder ungehindert, eingeschränkt oder gar nicht passieren lässt. Zelloberflächenmembranen enthalten auch Rezeptorproteine, die es Zellen ermöglichen, externe Signalmoleküle wie Hormone zu erkennen.

Zytoskelett

Das Zytoskelett dient zur Organisation und Aufrechterhaltung der Zellform, verankert die Organellen an Ort und Stelle, hilft bei der Endozytose, der Aufnahme externer Materialien durch eine Zelle und der Zytokinese, der Trennung von Tochterzellen nach der Zellteilung und bewegt Teile der Zelle bei Wachstums- und Mobilitätsprozessen . Das eukaryotische Zytoskelett besteht aus Mikrotubuli, Zwischenfilamenten und Mikrofilamenten. Im Zytoskelett eines Neurons werden die Zwischenfilamente als Neurofilamente bezeichnet. Es gibt eine große Anzahl von Proteinen, die mit ihnen verbunden sind, von denen jedes die Struktur einer Zelle steuert, indem sie Filamente lenken, bündeln und ausrichten. [4] Das prokaryontische Zytoskelett ist weniger gut untersucht, ist aber an der Aufrechterhaltung der Zellform, Polarität und Zytokinese beteiligt. [19] Die Untereinheit der Mikrofilamente ist ein kleines, monomeres Protein namens Aktin. Die Untereinheit der Mikrotubuli ist ein dimeres Molekül namens Tubulin. Zwischenfilamente sind Heteropolymere, deren Untereinheiten zwischen den Zelltypen in verschiedenen Geweben variieren. Einige der Untereinheitsproteine ​​der Zwischenfilamente umfassen jedoch Vimentin, Desmin, Lamin (Lamine A, B und C), Keratin (mehrere saure und basische Keratine), Neurofilamentproteine ​​(NF-L, NF-M).

Genmaterial

Es gibt zwei verschiedene Arten von genetischem Material: Desoxyribonukleinsäure (DNA) und Ribonukleinsäure (RNA). Zellen verwenden DNA für ihre langfristige Informationsspeicherung. Die in einem Organismus enthaltenen biologischen Informationen sind in seiner DNA-Sequenz kodiert. [4] RNA wird für den Informationstransport (z. B. mRNA) und enzymatische Funktionen (z. B. ribosomale RNA) verwendet. Transfer-RNA (tRNA)-Moleküle werden verwendet, um Aminosäuren während der Proteintranslation hinzuzufügen.

Das prokaryontische genetische Material ist in einem einfachen kreisförmigen Bakterienchromosom in der nukleoiden Region des Zytoplasmas organisiert. Das eukaryotische genetische Material ist in verschiedene, [4] lineare Moleküle unterteilt, die als Chromosomen innerhalb eines diskreten Kerns bezeichnet werden, normalerweise mit zusätzlichem genetischem Material in einigen Organellen wie Mitochondrien und Chloroplasten (siehe Endosymbiotik-Theorie).

Eine menschliche Zelle besitzt genetisches Material, das im Zellkern (dem nuklearen Genom) und in den Mitochondrien (dem mitochondrialen Genom) enthalten ist. Beim Menschen ist das Kerngenom in 46 lineare DNA-Moleküle unterteilt, die Chromosomen genannt werden, darunter 22 homologe Chromosomenpaare und ein Paar Geschlechtschromosomen. Das mitochondriale Genom ist ein zirkuläres DNA-Molekül, das sich von der nuklearen DNA unterscheidet. Obwohl die mitochondriale DNA im Vergleich zu den Kernchromosomen sehr klein ist, [4] kodiert sie für 13 Proteine, die an der mitochondrialen Energieproduktion beteiligt sind, und spezifische tRNAs.

Fremdes genetisches Material (am häufigsten DNA) kann auch durch einen als Transfektion bezeichneten Prozess künstlich in die Zelle eingebracht werden. Dies kann vorübergehend sein, wenn die DNA nicht in das Genom der Zelle eingefügt ist, oder stabil, wenn dies der Fall ist. Bestimmte Viren fügen ihr genetisches Material auch in das Genom ein.

Organellen

Organellen sind Teile der Zelle, die angepasst und/oder spezialisiert sind, um eine oder mehrere lebenswichtige Funktionen zu erfüllen, analog zu den Organen des menschlichen Körpers (wie Herz, Lunge und Niere, wobei jedes Organ eine andere Funktion erfüllt). [4] Sowohl eukaryontische als auch prokaryontische Zellen haben Organellen, aber prokaryontische Organellen sind im Allgemeinen einfacher und nicht membrangebunden.

Es gibt mehrere Arten von Organellen in einer Zelle. Einige (wie der Kern und der Golgi-Apparat) sind typischerweise solitär, während andere (wie Mitochondrien, Chloroplasten, Peroxisomen und Lysosomen) zahlreich sein können (Hunderte bis Tausende). Das Zytosol ist die gallertartige Flüssigkeit, die die Zelle ausfüllt und die Organellen umgibt.

Eukaryoten

  • Zellkern: Das Informationszentrum einer Zelle, der Zellkern, ist das auffälligste Organell in einer eukaryontischen Zelle. Es beherbergt die Chromosomen der Zelle und ist der Ort, an dem fast die gesamte DNA-Replikation und RNA-Synthese (Transkription) stattfindet. Der Kern ist kugelförmig und durch eine Doppelmembran, die Kernhülle genannt, vom Zytoplasma getrennt. Die Kernhülle isoliert und schützt die DNA einer Zelle vor verschiedenen Molekülen, die versehentlich ihre Struktur beschädigen oder ihre Verarbeitung stören könnten. Während der Verarbeitung wird DNA transkribiert oder in eine spezielle RNA kopiert, die als Messenger-RNA (mRNA) bezeichnet wird. Diese mRNA wird dann aus dem Zellkern transportiert, wo sie in ein bestimmtes Proteinmolekül übersetzt wird. Der Nukleolus ist eine spezialisierte Region innerhalb des Nukleus, in der Ribosomen-Untereinheiten aufgebaut sind. Bei Prokaryoten findet die DNA-Verarbeitung im Zytoplasma statt. [4]
  • Mitochondrien und Chloroplasten: Energie für die Zelle erzeugen. Mitochondrien sind selbstreplizierende Organellen, die in unterschiedlicher Anzahl, Form und Größe im Zytoplasma aller eukaryontischen Zellen vorkommen. [4] Die Atmung erfolgt in den Zellmitochondrien, die die Energie der Zelle durch oxidative Phosphorylierung erzeugen, wobei Sauerstoff verwendet wird, um in Zellnährstoffen gespeicherte Energie (typischerweise in Bezug auf Glukose) freizusetzen, um ATP zu erzeugen. Mitochondrien vermehren sich wie Prokaryonten durch binäre Spaltung. Chloroplasten kommen nur in Pflanzen und Algen vor und fangen die Sonnenenergie ein, um durch Photosynthese Kohlenhydrate herzustellen.
  • Endoplasmatisches Retikulum: Das endoplasmatische Retikulum (ER) ist ein Transportnetzwerk für Moleküle, die auf bestimmte Modifikationen und spezifische Ziele ausgerichtet sind, im Vergleich zu Molekülen, die frei im Zytoplasma schweben. Das ER hat zwei Formen: das raue ER, das auf seiner Oberfläche Ribosomen hat, die Proteine ​​in das ER sezernieren, und das glatte ER, dem keine Ribosomen fehlen. [4] Das glatte ER spielt eine Rolle bei der Calcium-Sequestrierung und -Freisetzung.
  • Golgi-Apparat: Die Hauptfunktion des Golgi-Apparats besteht darin, die Makromoleküle wie Proteine ​​und Lipide, die von der Zelle synthetisiert werden, zu verarbeiten und zu verpacken.
  • Lysosomen und Peroxisomen: Lysosomen enthalten Verdauungsenzyme (saure Hydrolasen). Sie verdauen überschüssige oder abgenutzte Organellen, Nahrungspartikel und eingehüllte Viren oder Bakterien. Peroxisomen haben Enzyme, die die Zelle von giftigen Peroxiden befreien. Die Zelle könnte diese zerstörerischen Enzyme nicht beherbergen, wenn sie nicht in einem membrangebundenen System enthalten wären. [4]
  • Zentrosom: Der Zytoskelett-Organisator: Das Zentrosom produziert die Mikrotubuli einer Zelle – einen Schlüsselbestandteil des Zytoskeletts. Es leitet den Transport durch die Notaufnahme und den Golgi-Apparat. Zentrosomen bestehen aus zwei Zentriolen, die sich während der Zellteilung trennen und bei der Bildung der mitotischen Spindel helfen. In den tierischen Zellen ist ein einziges Zentrosom vorhanden. Sie kommen auch in einigen Pilz- und Algenzellen vor.
  • Vakuolen: Vakuolen sequestrieren Abfallprodukte und speichern in Pflanzenzellen Wasser. Sie werden oft als flüssigkeitsgefüllter Raum beschrieben und sind von einer Membran umgeben. Einige Zellen, vor allem Amöbe, haben kontraktile Vakuolen, die bei zu viel Wasser Wasser aus der Zelle pumpen können. Die Vakuolen von Pflanzenzellen und Pilzzellen sind normalerweise größer als die von tierischen Zellen.

Eukaryotisch und prokaryotisch

  • Ribosomen: Das Ribosom ist ein großer Komplex aus RNA- und Proteinmolekülen. [4] Sie bestehen jeweils aus zwei Untereinheiten und fungieren als Fließband, an dem RNA aus dem Zellkern verwendet wird, um Proteine ​​aus Aminosäuren zu synthetisieren. Ribosomen können entweder frei schwebend oder an eine Membran gebunden (das raue endoplasmatische Retikulum bei Eukaryoten oder die Zellmembran bei Prokaryoten) gefunden werden. [20]

Viele Zellen haben auch Strukturen, die ganz oder teilweise außerhalb der Zellmembran liegen. Diese Strukturen zeichnen sich dadurch aus, dass sie nicht durch die semipermeable Zellmembran vor der äußeren Umgebung geschützt sind. Um diese Strukturen zusammenzusetzen, müssen ihre Bestandteile durch Exportprozesse über die Zellmembran transportiert werden.

Zellenwand

Viele Arten von prokaryontischen und eukaryontischen Zellen haben eine Zellwand. Die Zellwand schützt die Zelle mechanisch und chemisch vor ihrer Umgebung und ist eine zusätzliche Schutzschicht für die Zellmembran. Zellwände verschiedener Zelltypen bestehen aus unterschiedlichen Materialien Pflanzenzellwände bestehen hauptsächlich aus Zellulose, Pilzzellwände aus Chitin und Bakterienzellwände aus Peptidoglykanen.

Prokaryotik

Kapsel

Eine gallertartige Kapsel ist bei einigen Bakterien außerhalb der Zellmembran und Zellwand vorhanden. Die Kapsel kann ein Polysaccharid wie bei Pneumokokken, Meningokokken oder Polypeptid sein Bacillus anthracis oder Hyaluronsäure wie bei Streptokokken. Kapseln werden durch normale Färbeprotokolle nicht markiert und können mit Tusche oder Methylblau erkannt werden, was einen höheren Kontrast zwischen den Zellen zur Beobachtung ermöglicht. [21] : 87

Geißeln

Flagellen sind Organellen für die zelluläre Mobilität. Das bakterielle Flagellum erstreckt sich vom Zytoplasma durch die Zellmembran(en) und extrudiert durch die Zellwand. Sie sind lange und dicke fadenförmige Anhängsel, von Natur aus Protein. Eine andere Art von Flagellum findet sich in Archaeen und eine andere Art in Eukaryoten.

Fimbrien

Eine Fimbria (Plural Fimbriae auch bekannt als Pilus, Plural Pili) ist ein kurzer, dünner, haarähnlicher Faden, der auf der Oberfläche von Bakterien gefunden wird. Fimbrien werden aus einem Protein namens Pilin (antigen) gebildet und sind für die Anheftung von Bakterien an bestimmte Rezeptoren auf menschlichen Zellen (Zelladhäsion) verantwortlich. Es gibt spezielle Arten von Pili, die an der bakteriellen Konjugation beteiligt sind.

Reproduzieren

Die Zellteilung umfasst eine einzelne Zelle (genannt a Mutterzelle) dividing into two daughter cells. This leads to growth in multicellular organisms (the growth of tissue) and to procreation (vegetative reproduction) in unicellular organisms. Prokaryotic cells divide by binary fission, while eukaryotic cells usually undergo a process of nuclear division, called mitosis, followed by division of the cell, called cytokinesis. A diploid cell may also undergo meiosis to produce haploid cells, usually four. Haploid cells serve as gametes in multicellular organisms, fusing to form new diploid cells.

DNA replication, or the process of duplicating a cell's genome, [4] always happens when a cell divides through mitosis or binary fission. This occurs during the S phase of the cell cycle.

In meiosis, the DNA is replicated only once, while the cell divides twice. DNA replication only occurs before meiosis I. DNA replication does not occur when the cells divide the second time, in meiosis II. [22] Replication, like all cellular activities, requires specialized proteins for carrying out the job. [4]

DNA repair

In general, cells of all organisms contain enzyme systems that scan their DNA for damages and carry out repair processes when damages are detected. [23] Diverse repair processes have evolved in organisms ranging from bacteria to humans. The widespread prevalence of these repair processes indicates the importance of maintaining cellular DNA in an undamaged state in order to avoid cell death or errors of replication due to damages that could lead to mutation. E coli bacteria are a well-studied example of a cellular organism with diverse well-defined DNA repair processes. These include: (1) nucleotide excision repair, (2) DNA mismatch repair, (3) non-homologous end joining of double-strand breaks, (4) recombinational repair and (5) light-dependent repair (photoreactivation).

Growth and metabolism

Between successive cell divisions, cells grow through the functioning of cellular metabolism. Cell metabolism is the process by which individual cells process nutrient molecules. Metabolism has two distinct divisions: catabolism, in which the cell breaks down complex molecules to produce energy and reducing power, and anabolism, in which the cell uses energy and reducing power to construct complex molecules and perform other biological functions. Complex sugars consumed by the organism can be broken down into simpler sugar molecules called monosaccharides such as glucose. Once inside the cell, glucose is broken down to make adenosine triphosphate (ATP), [4] a molecule that possesses readily available energy, through two different pathways.

Protein synthesis

Cells are capable of synthesizing new proteins, which are essential for the modulation and maintenance of cellular activities. This process involves the formation of new protein molecules from amino acid building blocks based on information encoded in DNA/RNA. Protein synthesis generally consists of two major steps: transcription and translation.

Transcription is the process where genetic information in DNA is used to produce a complementary RNA strand. This RNA strand is then processed to give messenger RNA (mRNA), which is free to migrate through the cell. mRNA molecules bind to protein-RNA complexes called ribosomes located in the cytosol, where they are translated into polypeptide sequences. The ribosome mediates the formation of a polypeptide sequence based on the mRNA sequence. The mRNA sequence directly relates to the polypeptide sequence by binding to transfer RNA (tRNA) adapter molecules in binding pockets within the ribosome. The new polypeptide then folds into a functional three-dimensional protein molecule.

Beweglichkeit

Unicellular organisms can move in order to find food or escape predators. Common mechanisms of motion include flagella and cilia.

In multicellular organisms, cells can move during processes such as wound healing, the immune response and cancer metastasis. For example, in wound healing in animals, white blood cells move to the wound site to kill the microorganisms that cause infection. Cell motility involves many receptors, crosslinking, bundling, binding, adhesion, motor and other proteins. [24] The process is divided into three steps – protrusion of the leading edge of the cell, adhesion of the leading edge and de-adhesion at the cell body and rear, and cytoskeletal contraction to pull the cell forward. Each step is driven by physical forces generated by unique segments of the cytoskeleton. [25] [26]

Navigation, control and communication

In August 2020, scientists described one way cells – in particular cells of a slime mold and mouse pancreatic cancer–derived cells – are able to navigate efficiently through a body and identify the best routes through complex mazes: generating gradients after breaking down diffused chemoattractants which enable them to sense upcoming maze junctions before reaching them, including around corners. [27] [28] [29]


Mitotic Index

The percentage of cells undergoing mitosis or it is defined as the ratio of no. of cells in the dividing phase to the total number of cells observed. This will help to identify the region of most mitotic activities. Mitotic index helps us to quantify the cell division. Mitotic index decreases with increasing distance from root tip. That means gradual decrease in cell division as it moves from the zone of cell division to the zone of cell elongation. The meristematic region in the root tip is the actively growing region and thus the mitotic index is high.

Mitotic index = n/N × 100

Mitotic index is used to quantify the differences in cell division when environmental parameters are changed. Studies have already proved that, the plants grown in space in microgravity have a greater mitotic index than plants grown on the ground. The gravity sensing signals in the root cap are unable to send proper orientation signals which inhibit growth in the cells that are distant from the root tip and root cap junction when kept in zero gravity. This leads to mitosis in greater number of cells and plants also produce secondary roots at a high rate.


Microscope Cell Lab: Cheek, Onion, Zebrina

The purpose of this lab was to use the microscope and identify cells such as animal cells and plant cells. This subject is important because in Biology, we will be using the microscope many times during different laboratory exercises. The microscope is used for looking at many specimens that cannot be seen with the naked eye.

Humans only have a resolution, the ability to separate or distinguish two or more objects that are close together, of 0.1 millimeters. The average microscope has a resolving power of up to 0.2 micrometers. In this lab, we adjusted the resolution on the microscope to have a better look at the specimens that were observed. In addition, we needed to look at the contrasts of some specimens in this lab.

Contrast is defined as being able to see different parts of the specimen at hand. In this lab, in order to increase the contrast of some specimens, we stained the samples using Methylene Blue and Water. The main hypothesis of this lab was, can we use the compound microscope to look at samples that we normally cannot see with our unaided eyes?

Materials, Methods, and Results

In this laboratory exercise, our main instrument was the compound microscope. In order to prepare the samples for observation certain materials were used. I used tools such as:

  • Compound Microscope
  • Zahnstocher
  • Slides
  • Cover slips
  • Methylene Blue
  • Wasser
  • Onion bulb
  • Forceps
  • Rasierklingen
  • Onion bulb
  • Zebrina stem
  • Laboratory Exercise Manual
  • Bleistift

There were three mini-lab procedures carried out during this lab. The first lab exercise was observing animal cells, in this case, my cheek cells.

The second lab exercise was observing plant cells, in this case, onion epidermis.

The third lab exercise was observing chloroplasts and biological crystals, in this case, a thin section from the Zebrina plant.

The first thing that was done in this lab exercise was gather materials. I worked with two other classmates that sat at my table.

Observation of animal cells (squamous epithelium of a cheek)

Using a toothpick, I carefully scraped the inside of my cheek to get the cells. I then spread it across the slide, added the Methylene Blue solution, and then covered the slide with a coverslip. I placed the slide in the center of the stage and made sure it was secured with the stage clip.

The objective lens was already at 10X magnification, so I switched it to 40X magnification. I moved the stage closer up using the Coarse Adjustment. The specimen wasn’t exactly in the middle, so I had to move the slide around using the X-Y stage control so that I was looking directly at the sample.

I also adjusted the lighting of the microscope using the diaphragm. I then switched the magnification to 40X. I adjusted the Fine Adjustment to get a sharper image of the cell. I was able to see the cheek cell correctly. I was able to see the Cytoplasm, Nucleus, and Cell Membrane.

Observation of plant cells (onion epidermis)

For this observation, a plant cell was to be seen. An onion bulb was retrieved. Using the forceps, I removed a small slice of the onion and carefully and quickly put it on the slide. I also added water to ensure that the onion slice would not dry out.

I adjusted the lighting again using the diaphragm, to contrast the compartments of the cell. I moved the stage closer up using the Coarse Adjustment and switched the magnification to 10X. I was able to see the Nuclei and Cell Walls between each cell.

Observation of chloroplast and biological crystals

For this observation, I looked at a small section from the Zebrina stem. The stem was gotten from the bucket in front of the classroom.

The small section was obtained by slicing a tiny amount of the stem using the razor blade. It was placed on the slide, followed by the water. When first observed, nothing clear could be seen.

It appeared to be that the Zebrina stem was cut too thick. The stem had to be cut once more, and this time much thinner, but not too thin. The same procedure was repeated again, adding water, placing the coverslip, putting the slide on the stage, adjusting the stage, and making the image sharper.

The second sample proved to be much better. The magnification was already positioned at 10X magnification, which made the cell much clearer to see. The Cell Walls, Cytoplasm, Nucleus, Chloroplasts, and Crystals were able to be seen.

To find the resolving power for each of the lenses on the compound microscope, I used the Abbey equation. I plugged in the appropriate numbers into the variables, where d = resolution (nm), 0.612 was given, l = wavelength of light used (550 nm), and NA = numerical aperture. I repeated this equation for each magnification, getting the resolving power for each of the lenses.

  • Will this resolution be attained with each sample you look at? What will be some of the interfering factors?

Each resolution for each sample is different. Some samples will require you to choose a higher magnification or lower magnification. Some interfering factors can be using contaminated samples such as dirty slides, using the wrong stains or dyes, using the incorrect sample, broken slides, and many more.

Other interfering factors could be for using incorrectly using the equipment or broken equipment such as broken objective lens, broken illuminators, the light might be too high or too dim, and many more.

When the Numerical Aperture increases, the resolving power will decrease.

  • What differences can you observe between animal cells (cheek epithelium) and plant cells (onion epidermis)? Think of the size, shape, and cellular components.

The onion epidermis cell is the only cell that has a cell wall. In addition, it is the only cell that has a chloroplast, where photosynthesis can happen. The cheek epithelium cell is the only one that has centrioles, the barrel-shaped organelle that is responsible for helping organize chromosomes during cell division.

Furthermore, the presentation of the onion cells was positioned right next to each other, on top of each other, below each other, like a checkerboard. The cheek cells were bunched up together at some areas, almost overlapping each other. The onion cells almost looked rectangular-shaped, whereas the cheek cells look oval-shaped.

From looking at the Zebrina slide, I would estimate that there was about 50 chloroplasts.

Calcium oxalate is a calcium salt of oxalic acid. It forms crystals known as raphides, which appears to be what I saw when l looked at the Zebrina sample. Interestingly enough, while reading about calcium oxalate, I discovered that it is a major constituent of human kidney stones, founded in the urine.

From observing the calcium oxalate crystals, it looks like spikes/needles. From what I know about spikes, they serve as a weapon. So my assumption is that these crystals are used as a defense of some sort.

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Author: William Anderson (Schoolworkhelper Editorial Team)

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