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Tipps zur Prüfungs­vor­be­rei­tung: Verstehen der Evolution und Biologie von Pilzen

5.072 / ~13 sternsternsternsternstern Ludwig K. . 2016
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Prüfungstipps
Biowissenschaften

Karl-Franzens-Universität Graz - KFU

2014, Scheuer

Ludwig K. ©
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sternsternsternsternstern
ID# 58001







Einleitung zum "Organisationstyp Pilze" und zu den Fungi (01)

(1) Wie kann der Organisationstyp Pilze charakterisiert werden? Welche Ernährungsweisen ("Lebensweisen") von Pilzen kennen Sie?

Unter dem Organisationstyp Pilze fassen wir Mikroorganismen zusammen, welche zur Domäne Eucarya gehören. Der "vegetativer Körper" reicht vom Einzeller bis zum fädig organisierten Vielzeller. Die Zellen sind zeitlebens von Zellwänden umgeben. Nur einige wenige holokarpe Arten parasitieren als nackte Protoplasten in lebenden Wirtszellen. Pilze ernähren sich in saprotropher, parasitischer oder symbiontischer Weise.


(2) Was verstehen wir unter den Begriffen Hyphe und Mycel?

Eine Hyphe ist sozusagen ein „Pilzfaden“, die septiert, also in Zellen untergegliedert sein kann oder nicht. Das Mycel ist der vegetative Körper und ist ein Geflecht von vielen Hyphen.


(3) Welche Typen von Septen bzw. Septenperforationen wurden gezeigt? In welchen (Unter-)Abteilungen kommen diese vor?

Es wurden Mikroporen gezeigt (ähnlich den Plasmodesmen der Pflanzen) und kommen bei Pilzen selten vor. Sehr häufig ist der einfache zentrale Septenporus. Der Porus ist durch ein kugeliges Woronin-Körperchen (einseitig) verschlossen. Der dritte Typ ist der Doliporus. Es handelt sich ebenfalls um eine zentrale Perforation des Septums, jedoch von einer ringförmigen Schwellung des Septums um den Septenporus (SP) umgeben.


(4) Welche Formen ("Organisationsstufen") pilzlicher Thalli gibt es neben dem ausschließlich aus fädigen Hyphen aufgebauten Mycel?

Manche pilzliche Vertreter bilden verschiedene Formen von Thalli. Dabei ist zwischen holokarpen Thalliund eukarpen Thalli zu unterscheiden. Bei holokarpen Arten wird der gesamte Thallus am Ende seiner Entwicklung in ein oder mehrere Sporangien umgewandelt. Nach Entleerung des Sporangiums bleibt nur die Sporangienwand zurück. Bei eukarpen Thalli bleibt nach der Bildung und Entleerung des Sporangiums zumindest ein Thallusrest (Mycelrest) zurück.


(5) Wie sieht eine Hefe (bzw. ein Hefestadium einer Art) aus? In welchen zwei Abteilungen kommt so etwas hauptsächlich vor? Wie sind die Hefen aus diesen zwei Abteilungen morphologisch unterscheidbar? Stichwörter: Spalthefen; Sprosshefen (holoblastische/enteroblastische Sprossung)

Hefen sind fast durchwegs Asco- oder Basidiomycota, welche als kugelige oder ellipsoide Einzeller leben. Spalthefen (z.B. Schizosaccharomyces) vermehren sich asexuell durch Querteilung, Sprosshefen (z.B. Saccharomyces) durch Sprossung, d.h., durch blasenartig aus ihrer Mutterzelle sprossende Tochterzellen, die meist nicht mit der Mutterzelle verbunden bleiben. Bleiben sie eine Weile aneinander hängen, können sie einen lockeren Zellverband bilden, ein Sprossmycel (Pseudomycel, Pseudohyphen).

Die Hefen aus der Abt. Ascomycota sprossen holoblastisch, die aus der Abt. Basidiomycota enteroblastisch.


(6) Was ist ein Plektenchym? Nennen Sie Beispiele plektenchymatisch aufgebauter Strukturen mit verschiedenen Funktionen!

Sind dicht gepackte Hyphen zu einem gewebeähnlichen Verband vereint. Ist kein echtes Gewebe (Parenchym), da dieses über die fädige Organisation nicht hinausgekommen ist.

Rhizomorphen sind Hyphenbündel mit koordiniertem Spitzenwachstum, welche z.B. dem optimierten Stofftransport dienen.

Sklerotien sind ± harte, mehrzellige plektenchymatische Überdauerungseinheiten, welche reichlich Reservestoffe enthalten;

Stromata (Ez. Stroma) sind ähnliche plektenchymatische Zellkomplexe, welche aber nicht unbedingt eine Überdauerungsfunktion haben müssen.

Aus beiden können sich bei verschiedenen Arten Fruchtkörper entwickeln.


(7) Was sind Appressorien und Haustorien? Wie können diese aussehen? Welche Funktionen haben sie? In welchen (Unter-)Abteilungen kommt so etwas vor?

Appressorium (Hyphopodium)ist ein eng an die Wirtszelle(n) gedrücktes Haftorgan, das meist der Befestigung am Wirt dient, in manchen Fällen auch als Saugorgan. Das Haustorium ist ein Saugorgan, das in die Wirtszelle eindringt und oft aus einem Appressorium entspringt.

(8) Was sind die wesentlichen chemischen Bestandteile der Zellwand bei den Fungi? Stichwörter: .....

Enteroblastische Konidiogenese ist z.B. Phialide bei Aspergillus, bei der an einem Locus zahlreiche Knidien hintereinander gebildet werden.


(14) Welche Ãœberdauerungseinheiten von Pilzen kennen Sie? Nennen Sie Beispiele aus verschiedenen Abteilungen!

Pilze können ungünstige Zeiten in Form von Dauersporen überdauern, bei manchen Pilzen dienen die Zygoten als Dauersporen, häufig aber auch sogenannte Chlamydosporen (asexuelle Dauersporen). Andere Überdauerungsstrukturen sind z.B. Sklerotien und Stromata, mehrzellige plektenchymatische Überdauerungseinheiten, wobei die Stromata nicht unbedingt eine Überdauerungsfunktion haben müssen.


(15) Was ist die Anamorphe (= Nebenfruchtform, mitosporic stage) / Teleomorphe (= Hauptfruchtform, meiosporic stage) eines Pilzes?

Die Anamorphe (Nebenfruchtform) und die anamorphen Arten bezeichnet einen Entwicklungsabschnitt oder eine Form einer Art, in dem/der nur asexuelle Fortpflanzung stattfindet, wobei wir den Entwicklungsabschnitt oder die Form einer Art, in dem/der die sexuelle Fortpflanzung stattfindet als Teleomoprph (Hauptfruchtform) bezeichnen.


Chytridiomycota (02)

(16) Was wissen Sie über die Thalli und sonstige Merkmale der Chytridiomycota?

Die Chytridiomycota bilden einfache holokarpe und eukarpe Thalli. Bei eukarpen findet man monozentrische Thalli mit endo- und epibiontischem Zentrum und polyzentrische Thalli. Selten kommt ein heteropolarer Thallus von. Die Planosporen sind mit einer Peitchgeißel begeißelt (ophistokont) und leben meist saprotroph einige auch parasitisch an Landpflanzen.


(17) Was wissen Sie über die Familie Olpidiaceae? In der Vorlesung wurde als Beispiel Olpidium brassicae (= Pleotrachelus brassicae) kurz vorgestellt.

Sind auf Landpflanzen parasitierende Chytridiomycota, die meist holokarpe endobiontische Thalli bilden. Olpidium brassicae (Pleotrachelus b.), die am besten untersuchte Art, befällt nicht nur Brassicaceae. Beim Infektionsvorgang werden auch Viren in die Wirtszellen eingeschleust. Die Viren gelangen im Zuge der Geißelretraktion, also kurz nach dem Festsetzen der Planospore auf der Wurzelzelle, von der Geißelscheide in den Protoplasten des Pilzes und in der Folge in die Wirtszelle.


(18) Was wissen Sie über den Entwicklungszyklus von Synchytrium endobioticum? Welche Pflanzenkrankheit verursacht diese Art?

Prosojnica 19, 02_EBP_Chyt


(19) Was sagt Ihnen der Gattungsname Neocallimastix (= rumen fungi)?

Die Arten der Gattung Neocallimastix leben anaerob als Symbionten im Pansen von Wiederkäuern und spielen eine entscheidende Rolle bei der Zellulose-Verdauung. Die Planosporen dieser Gattung haben ausnahmsweise mehrere Geißeln. Die monozentrischen Thalli sitzen mit einem Rhizoidmycel auf Pflanzenfragmenten im Pansen.


Blastocladiomycota (02)

(20) Was wissen Sie über die Thalli und sonstige Merkmale der Blastocladiomycota? Am Beispiel von Blastocladiella emersonii wurde hier auch exemplarisch der Bau einer opisthokont begeißelten Planospore (= Zoospore) durchgenommen.

Thallus von Blastocladiomycota ist selten holocarp, meistens eucarp, mono- oder polyzentrisch und heteropolar. Bilden Planosporen mit einer Schubgeißel und leben saprotroph oder parasitisch, zum Teil auch an Landpflanzen. Ungewöhnlich ist bei dieser Art, dass nur ein Mit.....

(25) Was sind Sporangiolen? Wie können diese aussehen? In welcher Abteilung kommt so etwas vor?

Bei den Formen mit verzweigten Sporangienstielen gibt es eine starke Tendenz zur Miniaturisierung und zur Reduktion der Columella, insbesondere bei den seitenständigen Sporangien. Diese sind kleiner, enthalten wenige Sporen oder nur eine Spore und werden Sporangiolen genannt. Oft dient die ganze Sporangiole als Ausbreitungseinheit.


(26) Was wissen Sie über die sexuelle Fortpflanzung bei den Mucorales und die Rolle der "Trisporiesäuren" (trisporic acids) bei diesen Vorgängen?

Die Trisporiesäure steuert bei den meisten getesteten Mucorales den Ablauf der Sexualvorgänge, auch bei homothallischen Arten. Außerdem kann sie (unvollständige) Sexualreaktionen zwischen nicht näher miteinander verwandten Arten auslösen.


(27) Was ist eine Zygospore? Woraus entsteht sie? Welche Funktionen übernimmt sie im Laufe ihrer Entwicklung?

Eine Zygospore ist ein Produkt der Gametangiogamie bei Zygomyceten. Sie Entsteht bei der Verschmelzung oder Zusammenwachsen von zwei Hyphen verschiedenen Kreuzungstypen sog. Zygophoren, die nach der Berührung zu Progametangien und danach zu Gametangien werden. Zygosphore ist ein Produkt der sexuellen Fortpflanzung und dient auch als Dauerspore um ungünstige Zeiten zu überdauern.


(28) Was wissen Sie über Zygomycota, welche in irgendeiner Weise mit Tieren assoziiert sind? Stichwörter: Parasiten, Kotbewohner, "Kommensalen"

Wir kennen 4 Gruppen von Zygomycota (Entomophthoromycotina, Asellariales, Harpellales, Zoopagomycotina), die mit Tieren assoziiert sind. Darunter sind einige parasitische Formen (z.B. Entomophthora auf Fliegen, Basidiobolus ranarum Wirtswechsel von Arthropoden auf Amphibien), andere leben auf tierischen Exkrementen, wieder andere sind Kommensalen (z.B. Harpella), die in Enddarm von wasserbewohnenden Arthropoden-Larven leben und dort mit einem Haftorgan (holdfast) angeheftet sind, meistens schädigen sie den Wirt nicht.



.....

Die Glomus-Arten bilden eine VAM und pflanzen sich nur asexuell fort. Bei manchen Arten sind die im wurzelnahen Erdreich gebildeten Chlamydosporen auch in fruchtkörperähnlichen Hyphenknäueln ("Sporokarpien") vereint.

Bei der Gattung Gigaspora fehlen die Vesikel, ihre Arten bilden daher eine AM. Einige Gigaspora-Arten pflanzen sich geschlechtlich fort, bei diesen finden wir neben den Chlamydosporen auch Zygosporen.



Ascomycota (04, 05)

(31) Was ist ein Ascus? Welche weiteren Merkmale verbinden die drei Unterabteilungen der Ascomycota?

Ascus ist das Sporangium bei Ascomyceten. In einem Ascus verschmelzen zuerst die beiden Kerne, nach der Meiose entstehen dann haploide Ascosporen. Die drei Unterabteilungen haben nur wenige gemeinsame Merkmale, welche über den molekularbiologischen Befund hinausgehen. Die eher artenarmen Taphrinomycotina und Saccharomycotina weichen von den wesentlich breiter entfalteten Pezizomycotina in einigen Merkmalen entscheidend ab.

Gemeinsam haben sie septierte Hyphen, die Septen haben meist einen zentralen Porus. Für die asexuelle Fortpflanzung werden durchwegs Konidien gebildet.


Unterabt. Taphrinomycotina (04):

(32) Was wissen sie über die Gattung Taphrina? Wodurch unterscheidet sie sich von allen anderen Ascomycota?

Arten dieser Gattung leben als biotrophe parasiten auf Gefäßpflanzen und bilden ihre Asci an der Wirtsoberfläche. Sind Haplo-Dikaryonten. Sporen werden aktiv abgeschossen. Aus den Ascosporen hervorgehende haploide Generation lebt saprotroph als Hefestadium. Treffen zwei kompatible Hefezellen aufeinander, kommt es zu einer Somatogamie und zur Dikaryotisierung. Die dikaryotische Generation bildet ein Mycel, das lebendes Wirtsgewebe infizieren kann.

Von anderen Ascomycota unterscheiden sich durch die haploide Generation, aktivem .....

(35) Was wissen sie über das Sprossen und den Entwicklungszyklus von Saccharomyces cerevisiae?

Der Entwicklungszyklus von Saccharomyces cerevisiae umfasst die asexuelle Vermehrung durch Sprossung und die sexuelle Vermehrung mit Konjugation und Syngamie sowie Meiose und Ascusbildung.

Beim Sprossen finden wir zuerst an der Sprossungsstelle eine Proteinkappe und den Septin-Ring (Proteinansammlungen). An diesen werden früh Actin und Myosin sowie ein kontraktiler Actin-Myosin-Ring angelagert. Der bereits in Mitose befindliche Kern wird entlang der Mikrotubuli in Richtung Septin-Ring gezogen. Nach der Anaphase beginnt die eigentliche Cytokinese, indem sich der Actin-Myosin-Ring zusammenzieht.

Inzwischen hat sich der Septin-Ring ebenfalls geteilt. In diesem Bereich werden jetzt zwei Protein-Kappen aktiv, über Actin-Filamente werden u. a. sekretorische Vesikel angezogen. Es kommt schließlich zur Bildung einer Querwand. Podrobnosti: 04_EBP_Asco-1_2011 prosojnica 44!!


(36) Welche Gattungen der Unterabt. Saccharomycotina kennen Sie neben Saccharomyces? Was wissen Sie über deren Aussehen und Lebensweise?

Eremothecium: Parasiten auf Blüten und Fruchten, bilden Hyphen und/oder Sprosszellen, dringen über die Stigmata in die Pflanze ein.

Candida: meisten Arten leben als Saprotrophe auf Pflanzenmaterial (z.B. Früchte), im Erdboden, im Meerwasser oder assoziiert mit Tieren (insbesondere Bienen). Candida albicans kann sowohl mit normalen Hyphen als auch in Form von Sprosszellen wachsen (Dimorphismus), wobei die Sprosszellen auch aneinander hängen bleiben und ein Sprossmycel (Pseudomycel) aus "Pseudohyphen" bilden können. Ist ein gefährlicher pathogener Pilz von Warmblütern.

Saccharomycopsis-Arten: leben hauptsächlich parasitisch auf anderen Hefepilzen, z.B. Saccharomyces.



Untera.....

(38) Was wissen Sie über Nebenfruchtformen (Anamorphen) der Pezizomycotina? Wie können diese aussehen? Warum sind die Anamorphen bei den Pezizomycotina von besonders großer Bedeutung?

Die Anamorphen dienen der Asexuellen Fortpflanzung und Massenverbreitung und -Vermehrung. Bei Pezizomycotina kennen wir Zwei Formklasen. Hyphomycetes sind Anamorphen mit freien Konidienträgern bzw. konidiogenen Zellen. Bei Coelomycetes sind aber die Konidienträger bzw. konidiogenen Zellen in fruchtkörperähnlichen Gebilden (Konidiomata) vereinigt. Besonders Häufig ist das Pyknidium, das sehr einem Perithecium ähnelt, ist jedoch innen mit Konidienträgern ausgebildet, welche schleimige Massen von Konidien in die Höhlung abgeben.



(39) Wie umgehen manche Pezizomycotina die Gametangiogamie und erhöhen somit die Wahrscheinlichkeit einer geglückten Plasmogamie und der Bildung von Fruchtkörpern mit Asci? Zwei wichtige Möglichkeiten wurden in der Vorlesung erläutert. Stichwörter: Spermatisierung, Parthenogamie

Eine mögliche Anpassung um die Wahrscheinlichkeit des Zusammentreffens kompatibler Individuen zu erhöhen, sind mehrkernige Ascosporen, welche jeweils Kerne beider Kreuzungstypen enthalten. So befinden sich zwei kompatible Individuen in einer vorteilhaften räumlichen Nähe.

Eine weitere Möglichkeit ist die Spermatisierung. Dabei fungieren keine Antheridien sondern andere, in großer Menge zur Verfügung gestellte Zellen als Kerndonoren, z.B. Spermatien (plasmaarme, winzige Mikrokonidien) oder normale Konidien (Makrokonidien), mitunter wohl auch vegetative Hyphenzellen.

Auch Somatogamie kommt bei den Ascomycota vor (wenn auch nur sehr selten). Dabei findet die Plasmogamie zwischen zwei gewöhnlichen, haploiden vegetativen Hyphenzellen (mitunter auch Sprosszellen oder Konidien) statt.

Selbstkompatibilität ist die nächste Rückbildungsstufe, die Parthenogamie (Autogamie, Parthenogenese). Die Dikaryotisierung findet hier nach einer Kernwanderung zwischen zwei benachbarten Ascogonzellen statt, wonach aus einer dieser Zellen normale ascogene Hyphen wachsen. Ein bekanntes Beispiel für Parthenogamie ist Eurotium repens.


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