Systematik und Prokaryoten

Question 1

Definition Phylogenie

Answer 1

Abstammungsgeschichte/ Evolution nachvollziehen

Question 2

Analoge Merkmale Definition

Answer 2

Gemeinsamkeit ohne gleiche Abstammung (z.B. Flügel bei Kolibri und Biene)

Question 3

Homologe Merkmale Definition (plesiomorph und apomorph)

Answer 3

Gemeinsamkeit mit gleicher Abstammung
plesiomorph: primitives Merkmal (kommt nicht ausschließlich in der Gruppe vor)
Apomorph: abgeleitetes Merkmal (kommt ausschließlich in der untersuchten Gruppe vor)

Question 4

Kladistik Definition

Answer 4

Methodik der biologischen Systematik und Taxonomie auf Basis der Evolutionsbiologie

Question 5

Cyanobakterien Infos

Answer 5

• Oft Blaualgen genannt gehören aber zu den Prokaryoten
• Etwa 2000 verschiedene Arten bekannt mit gemeinsamem Vorläufer (-> monophyletisch)
• Gram-negativ
• Einzellige und vielzellige Arten

Question 6

Cyanobakterien Aufbau (siehe Bild)

Answer 6

Carboxysom: Kompartimente in denen Enzyme der PS in hoher Konzentration vorkommen
Cytoplasmamembran + äußere Membran
Thylakoide: Einstülpungen der Cytoplasmamembran
Cyanophycingranulum: Stickstoffspeicher
Volutingranulum: Phosphorspeicher
Ribosom: Proteinfabrik
Phycobilisom: Kompartimente mit Pigmenten der PS
Glykogengranulum: Kohlenstoff-Speicher
Lipidtropfen: Lipidspeicher

Question 7

Phycobilisomen der Cyanobakterien

Answer 7

• Antennenkomplexe mit anderen Pigmenten, welche auch gelbes und grünes Licht absorbieren
• Pflanzen fangen Licht durch Chlorophyll-Pigmente in Antennenkomplexen (=Lichtsammelkomplexen) ein
  o Hauptsächlich aus dem blauen und roten Spektralbereich
• Pigmente in den Phycobilisomen= Phycobiline
  o Phycocyanin (erscheint blau)
  o Phycoerythrin (erscheint rot)
• Pigmente verleihen den Cyanobakterien ihre Farbe (-> Blaualge)
• Verbreitung in Schwachlichtbereichen (See, Meer) durch die zusätzliche Lichtnutzung

Question 8

prokaryotische Vielzeller Vorteile

Answer 8

• Größer, dadurch weniger Fressfeinde
• Nährstoffe speichern einfacher
• Komplexer dadurch in der Lage Aufgaben aufzuteilen

Question 9

prokaryotische Vielzeller Nachteile

Answer 9

• Fortpflanzung komplizierter im Gegensatz zur Zellteilung bei Einzellern
  o Verlust der Unsterblichkeit
• Zusammenhang der Zellen (extrazelluläre Matrix nötig)
• Kommunikation zwischen den Zellen muss gegeben sein

Question 10

Coenobien Definition

Answer 10

von einer Gallerthülle zusammengehaltene Einzeller z.B. fadenförmige Zellverbände
- Beispiel: Anabaena spec.

Question 11

Heterocysten

Answer 11

• Es gibt photosynthetische Bakterien und Heterocysten
• Betreiben biologische Stickstofffixierung (Luftstickstoff wird zu organischem Stickstoff)
• Enzym= Nitrogenase, braucht geringe O2 Konzentration, um zu funktionieren
  o Daher dicke Zellwand, die Sauerstoff abhält
  o Hellgrüne Färbung wegen geringer PS-Aktivität

Question 12

Entstehung Eukaryoten (Archeen)

Answer 12

• Eukaryoten sind aus den Archeen hervorgegangen
  o Archeen= einzellige Mikroorganismen, gehören zu den Prokaryoten, besitzen aber keine Zellwand aus Peptidoglycan
  o Unterscheiden sich von den Eukaryoten, weil sie keine Mitochondrien und keinen Zellkern besitzen

Question 13

Primäre serielle Endosymbiose (Endosymbiontentheorie)

Answer 13

• Prä-Eucyte bildet ein Endomembransystem aus (Einfaltung der Plasmamembran)
  o Es entsteht endoplasmatisches Retikulum und Kernhülle
• Der entstandene Ur-Eukaryot nimmt ein alpha-Proteobakterium durch Phagocytose auf
  o Es entsteht ein Mitochondrium
  o Ursprünglicher heterotropher Eukaryot entsteht
   Heterotroph= heterotrophe Organismen müssen andere Lebewesen wie Tiere oder pflanzen über die Nahrung zu sich nehmen, um alle lebenswichtigen Stoffe herstellen zu können
• Bildung von Plastiden (Chloroplasten) durch weitere Aufnahme von Cyanobakterium

Question 14

Gentransfer

Answer 14

• Prokaryoten haben eigene DNA, die sie „mit in die Zelle bringen“
• Genaustausch zwischen Zellkern, Plastiden und Mitochondrium

Question 15

Belege für Endosymbiontentheorie

Answer 15

• Zusammensetzung der Innenmembran von Plastiden und Mitochondrien sind gleich der Zusammensetzung der Membran von Prokaryoten
• Organellen haben ringförmige DNA-Moleküle
• Eigene Translationsmaschinerie in Organellen -> eigene DANN
• Ribosomen mit 70S wie bei Prokaryoten

Question 16

3 Formen von primären plastiden

Answer 16

1. Cyanellen = Plastide, die den Cyanobakterien noch sehr ähnlich sind
2. Rhodoplasten (spezifisch bei Rotalgen) = Antennenaufbau der Cyanobakterien
   o Phycobilisomen sind vorhanden
3. Plastide (Chloroplasten) = große Vielfalt an Antennenkomplexen
   o Keine Phycobilisomen
   o Bei Grünalgen und höheren Pflanzen

Question 17

Sekundäre Endosymbiose

Answer 17

• Findet nach der primären Endosymbiose statt
• Rot- oder Grünalge wird von heterotropher Zelle absorbiert
• Durch primäre Endosymbiose schon zwei Membranen und durch erneute Phagocytose 3-4 Hüllmembranen