prüfschwerpkte botanik (außer Schwerpkt fam.) Flashcards
Gliederung der Organismenwelt:
3 Reiche
Eukarya, Bacteria und Archaea
Gliederung der Eukaryoten
-Eukaryoten (Lebewesen mit Zellkern)
in 5 Kladen:
–Amoebozoa (Amöben)
–Opisthokonta (inkl. Tiere und Pilze)
–Sar (Stramenopile (inklusive der mehrzelligen Braunalgen), Alveolata, Rhizaria)= hauptsächlich einzellige Lebewesen)
–Archaeplastida (inkl. Pflanzen)
–Excavata (begeißelte Einzeller)
Organisationstypen
def?
Beispiele?
–Organisationstypen sind Zusammenfassungen von Organismengruppen mit
übereinstimmendem Bauplan und/oder ähnlicher Entwicklungshöhe, jedoch keine
monophyletischen Abstammungsgemeinschaften mit gemeinsamem Vorfahr
–man kann von parallelen Evolutionslinien mit vergleichbarem Niveau der
stammesgeschichtlichen Entwicklung sprechen
–„Pilze“, „Algen“ und „Schleimpilze (in mehreren der Kladen der Eukaryoten anzutreffen)
-„Flechten“, „Moose“ und „Farne
–Bau der Bakterienzelle:
–Nucleoid mit Bakterienchromosom, Ribosomen, Plasmidringe und Nährstoffvesikel ohne
Kompartimierung frei im Zytoplasma
–Zellmembran begrenzt Zytoplasma, mit Einstülpungen mit Funktion analog zu
Mitochondrien und Chloroplasten der Eukaryoten
–die dicke (bei grampositiven) oder dünnere (bei gramnegativen) Zellwand besteht aus
einem Murein-Makromolekül (Peptidoglycan)
–ggf. Geißel in Membran Verankert
Gram-Färbung zur klassischen Unterteilung der Bakterien
Anilinfärbung und
Jodbeizung, Entfärbungf mit Ethanol → je nach Dicke der Zellwand verbleibt der Farbstoff oder
wird ausgewaschen (nach H.C. Gram 1884)
–die unterschiedliche Gram-Färbung der Eubakterien basiert zwar auf dem Bau der Zellwand,
lässt aber nicht unbedingt Rückschlüsse auf eine phylogenetische Verwandtschaft
entsprechend der 16s-rRNA-Sequenzierung zu und kann damit als eine größtenteils künstliche
Gliederung betrachtet werden
(keine Abteilungen!)
–Bedeutung der Bakterien:
–biologisches Gleichgewicht (Stoffkreisläufe C, N, S & P, Zersetzung und Mineralisation
organischer Stoffe (Fäulnis, Verwesung, Gärung, Stickstoffmineralisation)
–Symbionten (Darm- & Hautflora, Stickstoffbindung durch Knöllchenbakterien bei
Hülsenfrüchtlern, Leuchtorgane von Fischen)
–Industrielle Nutzung:
–für biologische Synthesen (Antibiotika [z.B. hochwirksames Reserveantibiotikum
Vancomycin]
, Impfstoffe, Vitamine, Enzyme)
– Produktwandlung (Silage, Sauergemüse, Käse)
– Abfallbeseitigung (Abwasserreinigung, Müllaufbereitung, Biogas)
– Erreger von Infektionskrankheiten
Cyanobakterien
–Cyanobakterien sind photoautotroph durch Photosynthesepigment Chlorophyll A
–weitere Photosynthesepigmente sind Phycocyanin (blau) und Phycoerythrin (rot), die selbst
geringste Lichtmengen noch ausnutzen können
–als Wasserstoffquelle dient Wasser, wobei Sauerstoff freigesetzt wird
–fast jedes Sauerstoffmolekül der Atmosphäre entstammt der Tätigkeit von Cyanobakterien
–Endosymbiontentheorie: von Einzellern inkorporierte Cyanobakterien wurden zu
Chloroplasten
Archaea Unterschied zu Bakterien
–
Archäen sind prokaryotische Einzeller, die sich fundamental von den Bakterien unterscheiden
–
sie besitzen keine Mureinwand und haben abweichende rRNA-Sequenzen und
Stoffwechseleigenschaften
Reich Eukaryota: Trennung von den Prokaryoten
–
Trennung von den Prokaryoten durch Endosymbiose vor 1,5 Mrd Jahren
>durch die Verschmelzung (= Endosymbiose) verschiedener Prokaryoten
((Unter Prokaryoten sind Symbiosen besonders weit verbreitet. Dies hängt auch damit zusammen, dass die winzigen Bakterienzellen permanent Gene aufnehmen und abgeben können. Nur so gelingt es ihnen, rasch auf Umweltänderungen zu reagieren))
(Trennung Pflanzen
und Tiere vor 1,1 Mrd Jahren, daher engere Beziehungen zwischen diesen)
Organisationstyp „Schleimpilze“
(mehrere, nicht verwandte Gruppen)
–
das vegetative Stadium wird als Plasmodium → vielkernige Plasmamasse
–
in diesem Stadium können sich Schleimpilze amöboid kriechend fortbewegen
–
stehen den niederen Tieren nahe: gemeinsame Eigenschaften:
–
amöboid bewegliche Entwicklungsphase ohne Zellwände
–
Heterotrophie
–
phagotrophe Ernährungsweise: Nahrungspartikel (z.B. Bakterien) werden umflossen und
vereinnahmt
–
das Plasmodium wandelt sich zu Fruchtkörpern um, in denen haploide Sporen entstehen (hier
treten Zellwände auf → Merkmal von Pflanzen)
Was ist ein Plasmodium?
Bei Pilzen eine nackte (zellwandlose), vielkernige Protoplasmamasse, die sich amöboid bewegt und ernährt; Form und Größe des P. sind sehr variabel; die Mehrkernigkeit entsteht durch wiederholte mitotische Kernteilungen, ohne dass sich die Zelle teilt. Pseudoplasmodien (Aggregationsplasmodien) sind im Gegensatz zu Plasmodien Zellanhäufungen, bei denen die Zellgrenzen erhalten bleiben
Was sind Plastiden?
-die in Pflanzen und Algen vorkommenden besonderen Zellorganellen, die aus endosymbiontisch lebenden Zellen hervorgegangen sind und unter anderem für die Photosynthese gebraucht werden.
-u a Mitochondrien und Chloroplasten
-eigenes ringförmiges Genom – dieses plastidäre Genom wird auch Plastom genannt
– und eigene Ribosomen, Plastoribosomen
-!! PlasMide= Ringförmige DNA der Bakterien u Archaeen!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!
Vegetationskörper Pflanzen
Pflanzenkörper, Thallus der Thallophyten bzw. Kormus der Kormophyten.
Fruchtkörper Pilz
Fruchtkörper (Karposoma) sind die Fortpflanzungsorgane mehrzelliger Pilze. Sie entsprechen dem, was man gemeinhin als „Pilz“ bezeichnet. Biologen verstehen unter einem Pilz den gesamten Organismus, also auch die Teile, die meist im Substrat oder Boden verborgen sind und als Myzel bezeichnet werden
Organisationstyp „Pilze“
(unterschiedliche phylogenetische Herkunft)
–
besitzen keine Plastiden → betreiben keine Photosynthese
–
ernähren sich heterotroph (Saprophyten, Parasiten, Symbionten)
–
Reservestoffe: Glykogen (wie bei Tieren) anstatt Stärke, Fett
–
Vegetationskörper = Thallus, häufig fädig
–
einzelner Faden: Hyphe; Gesamtheit der Hyphen: Mycel (es werden keine Pilze gesammelt,
sondern deren Fruchtkörper)
–
die Zellwände bestehen aus Chitin u.a. Substanzen
–
Pilze sind keine Pflanzen – sie stehen die Tieren phylogenetisch näher
–
Bedeutung der Pilze:
–
Kettenglied in Stoffkreisläufen (Abbau und Mineralisierung organischer Substanzen)
–
Symbionten: Mykorrhiza (z.B. Hyphenmantel an Wurzeln von Waldbäumen), Flechten
(Symbiose aus Pilz und Alge oder Cyanobakterium)
–
Speisepilze mit essbaren Fruchtkörpern
–
Gewinnung von Stoffwechselprodukten (Antibiotika, Vitamine, Wuchsstoffe, Enzyme)
–
Nahrungs- und Genussmittelherstellung (Backwaren, Mokereiprodukte, Bier, Wein)
–
Umwandlung von Abfallprodukten (Abfälle von Zellstoff- und Papierindustrie zu Futtermittel)
–
Krankheitserreger bei Mensch, Tier und Pflanzen
–
Schädlinge an Lebensmitteln, Textilien, Holz („Weißfäule“ → Ligning wird abgebaut,
Cellulose nicht; „Braunfäule“: Cellulose wird abgebaut, Lignin nicht
Ascomycota
(Schlauchpilze)
–
charakteristische Meiosporocyste: Ascus = Schlauch, bildet meist 8 Meiosporen (Sporen deren Bildung mit Meiose verbunden ist)
–
Hauptfruchtform: Thallusteile mit sexueller Fortpflanzung (Fruchtkörper bildend)
–
Nebenfruchtform: Thallusteile mit ungeschlechtlicher Fortpflanzung (Konidien bildend)
Konidien
Konidien nennt man eine bestimmte Form von Sporen der Pilze, aber auch von Prokaryoten der Gattung Streptomyces. Bei den Pilzen zählen sie zu den Mitosporen, werden folglich ungeschlechtlich außerhalb des Sporangiums durch Umbildung von Hyphen oder an Konidienträgern gebildet. Sie sind die für die höheren Pilze charakteristischen Verbreitungsorgane der vegetativen Vermehrung.
Basidiomycota
(Ständerpilze)
–
charakteristische Meiosporocyste: Basidie = Ständer, schnürt 4 Meiosporen nach außen ab
–
Agaricomycotina (bekannte Pilze mit großen Fruchtkörpern, Speisepilze)
Was ist ein Ascus?
Zur Suche springen Der Ascus (Plural: Asci, übersetzt: Schlauch) ist das charakteristische und (für den wissenschaftlichen Namen Ascomycota) namensgebende Fortpflanzungsorgan der Schlauchpilze.
Ascus von Hypocrea virens mit acht doppelzelligen Ascosporen
Es handelt sich um ein sackartiges und langgezogenes Behältnis, in dem die Reduktionsteilung der Pilze stattfindet und in dem die haploiden Ascosporen entstehen, die wiederum die Verbreitungsform bei manchen Pilzarten darstellen.
Was sind Basidien?
Basidien (Singular: Basidie oder Basidium) sind die Meiosporangien der Ständerpilze (Basidiomycota). Wie bei den Asci der Schlauchpilze (Ascomycetes) gibt es auch bei den Basidien unterschiedliche Formen. Die Sporen, die an Basidien entstehen, heißen Basidiosporen. Die Basidien sind primär einzellig aufgebaut, es gibt auch sekundäre Fortentwicklungen mit zwei- oder vierzelligen Strukturen
Meist entstehen vier Sporen pro Basidie
Hauptfruchtform Pilze
Teleomorphe oder Hauptfruchtform:
Bei den Großpilzen dienen Fruchtkörper in aller erster Linie dazu, die für eine geschlechtliche Fortpflanzung notwendigen haploiden Meiospore zu bilden. Solche Fruchtkörper werden auch Hauptfruchtform oder Teleomorphe genannt.
Nebenfruchtform Pilze
Anamorphe oder Nebenfruchtform:
Bei vielen Ascomyceten, aber auch bei einigen Basidiomyceten, werden über eine mitotische Teilung ungeschlechtlich Vermehrungssporen – sogenannte Konidiosporen – gebildet. Fruchtkörper, die diese Sporen bilden, werden Anamorphe oder Nebenfruchtform genannt. Bei einigen niederen Pilzen kennt man nur eine ungeschlechtliche Vermehrung über die Anamorphe. Solche Pilze werden auch als Fungi imperfecti bezeichnet.
Was bedeutet Myzel? >Pilze
Gesamtheit aller Hyphen, der fadenförmigen Zellen eines Pilzes oder Bakteriums
Die einzelnen Hyphen sind meistens mit bloßem Auge nicht zu erkennen
Im allgemeinen Sprachgebrauch werden als Pilze nur die sichtbaren Fruchtkörper bezeichnet. Der eigentliche Pilz ist bei Speisepilzen jedoch überwiegend das feine aus Hyphen bestehende Myzel im Boden oder – bei Baumpilzen – im Holz, das wegen seines Vorkommens im diesen undurchsichtigen Substraten meistens nicht sichtbar ist. Pilzmyzele können eine Größe von über einem Quadratkilometer und ein hohes Alter erreichen,
Organisationstyp „Flechten“
–
Doppelorganismus: Symbiose aus Pilz (Mykobiont, überwiegend Ascomyceten, schlauchpilze) und Grünalge oder Cyanobakterium (Phycobiont, Photobiont)
–
morphologische Einheit: gemeinsamer Thallus (Form meist durch Pilzpartner bestimmt),
Pilzhyphen umspinnen die Algen
–
ernährungsbiologische Einheit: Alge liefert Assimilate, Pilz liefert Wasser und Nährstoffe
Organisationstyp „Algen“
def?
was ist es?
–
Photoautotrophe ein- bis vielzellige Thallophytehn
–
überwiegend Wasserpflanzen → Phytoplankton (wichtigste Primärproduzenten der Meere,
Basis für nahezu gesamte tierische Ernährung, liefern 40% der organischen Primärproduktion
aller Pflanzen auf der Erde
–
Produktion von bis zu 80% des Sauerstoffs in der Atmosphäre!
Thallophyten
Thallophyten, Lagerpflanzen, vielzellige oder polyenergide, im Wasser oder an feuchten Standorten lebende Pflanzen mit nur wenigen Festigungselementen; bestehen aus einem Thallus, d.h. aus Zellen, die durch gemeinsame Zellwände verbunden und arbeitsteilig spezialisiert sind, dabei jedoch nicht die Merkmale eines typischen ⇒ Cormus aufweisen. Zu den T. gehören Algen, Pilze, Flechten, die Hörn- und Lebermoose und als Übergang zu den ⇒ Cormophyten die Laubmoose.
Anpassungen an das/ Eroberung des LANDLEBENS
- durch welche Planzen?
- welche Anpassungen?
–
Aus Grünalgen:
Abteilung Streptophyta (streptophytische Grünalgen & Landpflanzen)
–
Eroberung des Festlandes vor etwa 500 mio Jahren
–
Anpassungen der Embryophyten (Moose, Farne, Samenpflanzen) an des Landleben:
–
Vegetationskörper aus unterschiedlichen Geweben mit unterschiedlichen Aufgaben:
–
Verdunstungsschutz → Epidermis mit Cuticula
–
Transport von Wasser und Nährstoffen in Leitsträngen bzw. Leitbündeln
–
Stabilisierung durch Festigungsgewebe (Kollenchym, Sklerenchym)
–
Keimzellen (Sporen und Gameten) in Behältern mit vielzelligen Wänden (Sporangien
und Gametangien → männliche Gametangien: Antheridien, weibliche Gamtangien:
Archegonien
–
Herausbildung arbeitsteiliger Organe: Sprossachse, Blatt, Wurzel
– Chlorobionta (Grüne Pflanzen)
Grünalgen:
–
Primäre Plastiden (Chloroplasten) mit zwei Hüllmembranen, rein grün, Chlorophyll A & B,
Reservestoff Stärke in Plastiden
–
Zellwand aus Cellulose in Pektin eingebettet
–
bewegliche Zellen mit 2-4 identischen Geißen (isokont)
–
aus diesem Verwandtschaftskreis heraus wurde das Festland besiedelt
– Phaeophyceae (Braunalgen)
–
verfügen über echte Gewebethalli („Tange“, gehören zu den Thallophyten, gegliedert in
Phylloid, Cauloid, Rhizoid und Schwimmblasen für die aufrechte Lage)
–
Vorkommen im Benthos der gemäßigten und kälteren Ozeane → üppige Vegetation in der
Gezeitenzone der Felsküsten, z.B. unterseeische Kelp-Wälder an der Pazifikküste Amerikas
(Macrocystis → Riesentang bis 60m), auch in der Sargasso-See im Atlantik
–
Nutzung: Alginate als Bindungsmittel, Nahrungsmittel (Kombu) u.a., Tangverarbeitende
Industrie: Kelp-Industrie
Cauloid
Stängel von pflanzenähnlichen Lebewesen, die keine Gefäßpflanzen sind (so genannte “Niedere Pflanzen” oder Thallophyten). Er trägt die blattartigen Organe (Phylloide) und ähnelt der Sprossachse der Pflanzen, ist jedoch einfacher aufgebaut.
Rhizoid
Rhizoide sind ein- oder mehrzellige wurzelersetzende Haarbildungen der Thallophyten. Sie kommen bei hochentwickelten Algen, Pilzen und Moosen vor, außerdem beim Gametophyten der Farnartigen Pflanzen. Bei Algen dienen sie vor allem der Verankerung am Untergrund. Rhizoide sind meist einfacher aufgebaut als Wurzeln und enthalten kein spezialisiertes Leitgewebe.
– Rhodobionta (Rotalgen)
Nutzung?
Vorkommen?
Eigenschaften?
–
dominierend im marinen Benthos (am Meeresboden festsitzend) der Tropen
–
Plastiden (Rhodoplasten) verfügen neben Chlorophyll A auch über die charakteristischen
Pigmente Phycoerythrin (rot) und Phycocyanin (blau), die geringste Lichtmengen ausnutzen
können → Schwachlichtalgen bis 180m Tiefe
–
nutzbare Polysaccharide der Rotalgen: Agar und Carragen
–
Nori als Nahrungsmittel in Asien
Gametophyt
die Gameten-bildende, sexuelle Generation, also die haploide Phase des Generationswechsels. Die wird als bezeichnet. Dieser Ein
-Gametophyt ist stets -mehrzellig.
-aus einer Meiospore eines Sporophyten: deshalb immer haploid, jede seiner Zellen besitzt also nur einen einzigen Chromosomensatz.
Der Gametophyt entwickelt Sexualorgane (genannt Antheridien und Archegonien) und in diesen die Gameten.
-Aus der Verschmelzung zweier Geschlechtszellen geht eine diploide Zygote hervor, die am Beginn der zweiten Generation (der diploiden Sporophytengeneration) steht. Mit anderen Worten: Nach der Kernverschmelzung wächst die Zygote zu einem Sporophyten heran; dieser erzeugt Sporen, aus denen wieder ein Gametophyt hervorgeht und so den Kreislauf der beiden Generationen schließt.
Sporophyt
- diploide Phase Generationswechsell
- erzeugt bei niederen Pflanzen (Moose und Farne) Sporen, die der ungeschlechtlichen Vermehrung dienen.
Organisationstyp „Moose“
-wichtigste Merkmale
–
Moospflanze ist der haploide Gametophyt
–
Der diploide Sporophyt (Sporogon) parasitiert als gestielte Kapsel (unselbstständige
Generation) den Gametophyten
–
Wasseraufnahme und -abgabe durch die gesamte Oberfläche
–
keine Wurzeln, nur Rhizoide (ein- bis vielzellige Schläuche)
Organisationstyp „Moose“
-wichtigste Merkmale
–
Moospflanze ist der haploide Gametophyt
–
Der diploide Sporophyt (Sporogon) parasitiert als gestielte Kapsel (unselbstständige
Generation) den Gametophyten
–
Wasseraufnahme und -abgabe durch die gesamte Oberfläche
–
keine Wurzeln, nur Rhizoide (ein- bis vielzellige Schläuche)
„Moose“:
Generatiosnwechsel:
–
Haplophase: (Meiose) → Spore → Protonema (Vorkeim) → grüne Moospflanze
(Gametophyt) → Antheriedium mit vielen Spermatozoiden bzw. Archegonium mit einer
Eizelle → (Befruchtung)
–
Diplophase: (Befruchtung) → Zygote → Embryo → Sporogon (gestielte Kapsel) → viele
Sporenmutterzellen → (Meiose) → viele haploide Sporen
Organisationstyp „Farnpflanzen“
-wichtigste Merkmale
–
grüne Pflanze ist diploider Sporophyt mit Sprossachse, Blättern und Wurzel (Kormus →
gehören zu den Kormophyten)
–
haploider Gametophyt: Prothallium (einfacher Thallus mit Rhizoiden, oft kurzlebig → homolog
zur grünen Moospflanze!)
–
Spermatozoidbefruchtung benötigt atmosphärisches Wasser → nur feuchte Standorte
– Generationswechsel der isosporen Farne:
–
Haplophase: (Meiose) → Spore → Prothallium (Gametophyt) → Antheridium mit vielen
Spermatozoiden / Archegonium mit einer Eizelle → (Befruchtung)
–
Diplophase: (Befruchtung) → Zygote → Embryo → grüne Farnpflanz (Sporophyt) →
mehrere Sporophylle → viele Sporangien → viele Sporenmutterzellen → (Meiose) → viele
Sporen
frühe Landpflanzen
Zu Organisationstyp: Farne
(ausgestorbene Vorläufergruppen aus dem Obersilur) → primitivste
Sporophyten: binsenartiger, blattloser, gabelig verzweigter Vegetationskörper mit Rhizoiden und
endständigen Sporangien (isospor), 10-40cm hoch → Protostele
Protostele
Die Gesamtheit der Leitungsbahnen beschränkt sich auf ein einzelnes (zentrales) konzentrisches Leitbündel. Es gibt sowohl Formen bei denen das Xylem außen und das Phloem innen liegt (perixylematisch), als auch andersherum (periphloematisch). Wahrscheinlich ist dies die ursprünglichste Form, sie war typisch für die ersten Landpflanzen (z. B. Urfarne), kommt aber auch heute noch in einigen Jungformen von Farnen vor.
