Protisty, grzyby i porosty - Biologia na czasie 2 (ZR)

1.Protisty

Królestwo eukariontów niezwykle zróżnicowanych pod względem budowy, fizjologii i trybu życia. Jest taksonem parafiletycznym - pochodzi od wspólnego przodka, który jest także przodkiem roślin, zwierząt i grzybów. Protisty żyją w zbiornikach wodnych, w miejscach stale wilgotnych lub w organizmach zwierząt.

2.Grupy protistów

Tradycyjny podział według budowy komórek i sposobu odżywiania. Zwierzęce - bez ściany komórkowej, z lizosomami, gromadzą głównie glikogen i tłuszcze, są heterotrofami. Roślinopodobne - mają chloroplasty i ziarna skrobi, często celulozową ścianę; głównie autotrofy, niektóre miksotrofy. Grzybopodobne - przypominają komórki grzybów, ale ich ściana jest głównie z celulozy, nie z chityny; to głównie heterotrofy.

3.Formy morfologiczne protistów

Ze względu na liczbę komórek wyróżnia się protisty jednokomórkowe, kolonijne i wielokomórkowe o budowie plechowej. Kolonie powstają, gdy komórki potomne nie rozdzielą się po podziale albo gdy komórki łączą się w grupy - połączone ścianami komórkowymi lub galaretowatymi otoczkami. Życie w kolonii ułatwia unoszenie się w wodzie i chroni przed drapieżnikami.

4.Pellikula

Zewnętrzna powłoka komórki niektórych protistów, zbudowana m.in. z błony komórkowej i leżących pod nią mikrotubul; nadaje komórce wytrzymałość i giętkość. U części protistów wzmacniają ją alweole - pęcherzyki z celulozowymi płytkami wysyconymi krzemionką lub węglanem wapnia. Pod błoną niektórych gatunków leżą ciałka obronne, wyrzucane w razie zagrożenia.

5.Plecha i jej rodzaje u protistów

Plecha to ciało protistów wielokomórkowych, słabo zróżnicowane lub niezróżnicowane na tkanki, bez organów. Rodzaje: komórczakowa (wielojądrowe komórki powstałe przez podziały jądra bez podziału cytoplazmy), nitkowata (nici z ciągów komórek), nibytkankowa (ciasno splecione nici tworzą plektenchymę) i tkankowa (tkanka twórcza i miękiszowa, w najwyżej uorganizowanych także komórki przewodzące asymilaty).

6.Formy jednokomórkowych protistów

Kokoidalne - nieruchome, np. okrzemki okryte błoną i sztywną ścianą komórkową. Pełzaki (np. Amoeba) - otoczone wyłącznie błoną, poruszają się za pomocą nibynóżek. Orzęski (np. pantofelek) - z pellikulą i licznymi krótkimi rzęskami. Wiciowce (np. euglena) - z pellikulą i długimi wiciami, występującymi pojedynczo lub po kilka.

7.Odżywianie heterotroficzne protistów

Protisty zwierzęce i grzybopodobne odżywiają się martwą materią organiczną albo innymi organizmami. Protisty zwierzęce oraz śluźnie (grzybopodobne bez ściany komórkowej) pobierają pokarm przez fagocytozę. Pozostałe protisty grzybopodobne wydzielają enzymy trawienne do otoczenia, a potem wchłaniają drobnocząsteczkowe produkty trawienia.

8.Fagocytoza i pinocytoza

Rodzaje endocytozy. Fagocytoza - pobieranie drobnych nierozpuszczalnych cząstek (np. bakterii); pęcherzyk łączy się z lizosomem, którego enzymy hydrolityczne trawią pokarm, a niestrawione resztki są usuwane z komórki. Pinocytoza - pobieranie kropli płynu z substancjami rozpuszczalnymi w wodzie; trawieniu ulega też błona pęcherzyka, a ubytki błony uzupełniają egzocytoza i synteza nowych składników.

9.Odżywianie protistów roślinopodobnych

Zwykle autotrofy prowadzące fotosyntezę w chloroplastach. Podstawowym barwnikiem jest chlorofil a; występują też chlorofile b, c i d oraz karotenoidy, m.in. brązowa fukoksantyna. Głównym materiałem zapasowym jest skrobia, rzadziej inne wielocukry i tłuszcze. Miksotrofy odżywiają się fotoautotroficznie w świetle, a heterotroficznie w ciemności.

10.Endosymbioza wtórna

Prawdopodobny sposób powstania chloroplastów protistów roślinopodobnych: heterotroficzna komórka eukariotyczna (przodek protistów) sfagocytowała komórkę zielenicy lub krasnorostu, która weszła z nią w symbiozę i w toku ewolucji przekształciła się w chloroplast. Dlatego chloroplasty protistów mają trzy lub cztery błony, a chloroplasty roślin - dwie.

11.Ruch protistów

Protisty zwierzęce poruszają się ruchem pełzakowatym (ameboidalnym) za pomocą nibynóżek albo ruchem undulipodialnym za pomocą wici lub rzęsek. Roślinopodobne są nieruchome lub mają wici albo rzęski, a grzybopodobne są nieruchome lub pełzają ruchem ameboidalnym. Wici i rzęski to wypustki okryte błoną, z trzonem z mikrotubul wyrastających z ciałka podstawowego; nie są homologiczne z wiciami bakterii.

12.Osmoregulacja, wydalanie i oddychanie protistów

Słodkowodne protisty bez ściany komórkowej stale pobierają wodę na drodze osmozy, więc jej nadmiar zbierają i usuwają wodniczki tętniące; protisty morskie i żyjące w organizmach zwierząt są izotoniczne względem środowiska. Zbędne produkty przemiany materii są usuwane głównie przez egzocytozę. Większość protistów oddycha tlenowo, a żyjące bez tlenu (np. orzęski w przewodzie pokarmowym przeżuwaczy) prowadzą fermentację.

13.Rozmnażanie się protistów

Bezpłciowe: u jednokomórkowych przez podział komórki, u wielokomórkowych przez fragmentację plechy lub zarodniki - nieruchliwe aplanospory albo ruchliwe zoospory; szybko daje wiele osobników identycznych genetycznie. Płciowe: zapłodnienie, czyli łączenie się gamet dwóch osobników, zawsze z mejozą (crossing-over, niezależna segregacja chromosomów); zwiększa różnorodność genetyczną populacji.

14.Przemiana faz jądrowych

Regularne następowanie po sobie fazy haploidalnej (haplofazy, 1n) i diploidalnej (diplofazy, 2n) w cyklu rozwojowym organizmów rozmnażających się płciowo. Haplofaza trwa od mejozy do zapłodnienia, a diplofaza - od zapłodnienia do mejozy.

15.Rodzaje cykli rozwojowych

Zależą od momentu mejozy i ploidalności postaci troficznej (zdolnej do odżywiania się, wzrostu i podziałów mitotycznych). Mejoza postgamiczna - zaraz po zapłodnieniu; postać troficzna 1n (haplonty, np. zarodziec malarii). Mejoza pregamiczna - tuż przed wytworzeniem gamet; postać troficzna 2n (diplonty, np. pantofelek, zwierzęta). Mejoza pośrednia - w cyklu z przemianą pokoleń (np. listownica, paproć).

16.Przemiana pokoleń

Regularne następowanie po sobie haploidalnego gametofitu (1n), który wytwarza gamety na drodze mitozy w gametangiach (plemniach i lęgniach), i diploidalnego sporofitu (2n), który wytwarza w zarodniach na drodze mejozy mejospory. W przemianie izomorficznej oba pokolenia są podobne i żadne nie dominuje, a w heteromorficznej różnią się i jedno dominuje.

17.Typy zapłodnienia

Izogamia - gamety męska i żeńska są ruchliwe i morfologicznie jednakowe (izogamety). Anizogamia - obie gamety są ruchliwe, ale żeńska (makrogameta) jest większa od męskiej (mikrogamety). Oogamia - duża, nieruchliwa gameta żeńska (komórka jajowa) i mała, ruchliwa gameta męska (plemnik).

18.Pantofelek - budowa a tryb życia

Słodkowodny drapieżny orzęsek (protist zwierzęcy). Rzęski - ruch; makronukleus - kontrola czynności życiowych; mikronukleus - procesy płciowe; cytostom - pochłanianie pokarmu; wodniczki pokarmowe - trawienie; wodniczki tętniące - usuwanie nadmiaru wody; cytopyge (miejsce o cienkiej pellikuli) - usuwanie niestrawionych resztek.

19.Euglena zielona

Słodkowodny protist roślinopodobny, miksotrof: w świetle odżywia się autotroficznie (fotosynteza w chloroplastach), w ciemności - heterotroficznie. Ma elastyczną pellikulę i dwie wici wyrastające z gardzieli. Fotoreceptor u podstawy długiej wici współdziała z plamką oczną, dzięki czemu euglena płynie w kierunku światła. Produkty fotosyntezy magazynuje m.in. jako paramylon - polisacharyd podobny do skrobi.

20.Wielkomorszcz gruszkonośny

Morska brunatnica (protist roślinopodobny) o plesze tkankowej z tkanką twórczą, miękiszową i komórkami przewodzącymi asymilaty. Plecha ma część liściokształtną (fotosynteza, chloroplasty m.in. z fukoksantyną), bardzo długą część łodygokształtną, która wynosi ją ku powierzchni wody, gdzie jest więcej światła, oraz chwytniki mocujące ją do dna.

21.Cykl rozwojowy zarodźca malarii

Zarodziec to protist zwierzęcy (mejoza postgamiczna) ze zmianą żywiciela: człowiek jest żywicielem pośrednim (rozmnażanie bezpłciowe), a komar widliszek - ostatecznym (płciowe). Samica komara wprowadza do krwi sporozoity; w wątrobie przekształcają się w merozoity, które dzielą się mitotycznie, a potem mnożą w erytrocytach - rozpad erytrocytów to atak malarii. Część merozoitów staje się gametocytami; wessane przez komara dają w jego jelicie gamety, zygota tworzy oocystę, a z niej po mejozie i mitozach powstają sporozoity.

22.Koniugacja u pantofelka

Proces płciowy pantofelka (diplonta z mejozą pregamiczną): rekombinacja materiału genetycznego bez zwiększenia liczby osobników. W dwóch zlanych komórkach zanika makronukleus, a mikronukleus dzieli się mejotycznie na 4 jądra haploidalne, z których 3 zanikają. Pozostałe jądro dzieli się mitotycznie i komórki wymieniają się jednym jądrem; po rozdzieleniu jądra haploidalne łączą się (fuzja odpowiada zapłodnieniu). Z powstałego jądra 2n po podziałach powstają 4 komórki potomne.

23.Cykl rozwojowy listownicy

Listownica (protist roślinopodobny) ma heteromorficzną przemianę pokoleń. Dominuje sporofit (2n) - plecha do kilku metrów z chwytnikami, częścią łodygokształtną i liściokształtną; w jego zarodniach po mejozie powstają dwuwiciowe zoospory. Kiełkują one w drobne nitkowate gametofity męskie i żeńskie, które wytwarzają plemniki w plemniach i komórki jajowe w lęgniach; po zapłodnieniu (oogamia) z zygoty wyrasta sporofit.

24.Maworek wielokształtny

Protist grzybopodobny, saprobiont rozkładający obumarłe drewno w wilgotnych lasach. Jego plecha - śluźnia (plazmodium) - to jedna wielojądrowa komórka (jądra 2n) pełzająca ruchem pełzakowatym. W złych warunkach tworzy zarodnie, w których po mejozie powstają przetrwalnikowe zarodniki (1n). Kiełkują one w komórki pełzakowate lub pływkowe, które łączą się parami w zygoty; jądro zygoty dzieli się mitotycznie bez podziału cytoplazmy i tworzy śluźnię.

25.Znaczenie protistów

Roślinopodobne są producentami materii organicznej i źródłem tlenu, pokarmem zwierząt (także ludzi), a ich duże plechy tworzą siedliska, np. dla ryb. Grzybopodobne są destruentami (obieg pierwiastków, procesy glebotwórcze). Z pancerzyków otwornic powstały wapienie, z pancerzyków okrzemek - diatomit, a ze szkieletów promienionóżek - skały krzemianowe. Alginiany z brunatnic stosuje się w przemyśle kosmetycznym i farmaceutycznym.

26.Choroby człowieka wywoływane przez protisty

Malaria - zarodźce (Plasmodium), ukłucie przez samicę komara widliszka. Rzęsistkowica - rzęsistek pochwowy, głównie droga płciowa. Lamblioza - lamblia jelitowa, zanieczyszczony pokarm lub woda skażona fekaliami. Toksoplazmoza - Toxoplasma gondii, niedogotowane mięso, surowe mleko, kontakt z odchodami zarażonego kota, a także zakażenie przez łożysko.

27.Cechy grzybów

Heterotroficzne eukarionty, głównie lądowe, jednokomórkowe lub wielokomórkowe o budowie plechowej. Komórki mają ścianę komórkową głównie z chityny, a materiałem zapasowym są glikogen i tłuszcze. Liczne wakuole magazynują wodę, jony, substancje zapasowe i uboczne produkty przemiany materii, mogą zawierać związki trujące lub barwniki i pełnią funkcję trawienną.

28.Strzępki i grzybnia

Plecha grzyba (grzybnia) składa się z nitkowatych strzępek, zwykle podzielonych septami z dużymi otworami, przez które przemieszczają się cytozol i organelle. Strzępki bywają komórczakowe (wielojądrowe, bez sept), wielokomórkowe jednojądrowe albo dikariotyczne (dwujądrowe). Ciasno splecione strzępki tworzą plektenchymę, z której zbudowane są m.in. owocniki z zarodniami.

29.Formy morfologiczne grzybów

Jednokomórkowe - stosunkowo nieliczne, np. drożdże piekarskie. Wielokomórkowe z luźnych strzępek - np. rozłożek czerniejący, który powoduje pleśnienie żywności. Wielokomórkowe z luźnych strzępek i plektenchymatycznych owocników - np. borowik szlachetny (luźne podziemne strzępki i nadziemny owocnik).

30.Odżywianie się grzybów

Grzyby są cudzożywne: przez egzocytozę wydzielają, zwykle na wierzchołkach strzępek (gdzie ściana dopiero się tworzy), enzymy hydrolityczne rozkładające złożone związki organiczne, a produkty trawienia wchłaniają. Są wśród nich saprobionty (martwa materia), pasożyty (rośliny, zwierzęta, inne grzyby), symbionty (porosty, mikoryza) i grzyby drapieżne, chwytające przekształconymi strzępkami nicienie i pierścienice.

31.Mikoryza

Symbioza grzybów z korzeniami roślin: strzępki zwiększają powierzchnię chłonną korzenia (lepsze zaopatrzenie w wodę i sole mineralne) i dostarczają substancje wzrostowe oraz witaminy, a grzyb dostaje produkty fotosyntezy. Zewnętrzna (ektotroficzna) - strzępki tworzą mufkę wokół korzenia i ograniczają jego wzrost, np. koźlarz i brzoza. Wewnętrzna (endotroficzna) - strzępki wnikają do komórek korzenia; występuje u 80-90% roślin.

32.Oddychanie grzybów i fermentacja

Grzyby uzyskują energię przez oddychanie tlenowe lub fermentację - alkoholową (np. drożdże) albo mleczanową. Fermentacja to niecałkowite utlenienie glukozy bez tlenu: w glikolizie powstają 2 pirogroniany i 2 ATP, a $\ce{NAD+}$ jest redukowany do $\ce{NADH + H+}$. Drugi etap regeneruje $\ce{NAD+}$: w fermentacji alkoholowej z pirogronianu powstają aldehyd octowy i $\ce{CO2}$, a aldehyd redukuje się do etanolu; w mleczanowej pirogronian redukuje się do mleczanu.

33.Rozmnażanie bezpłciowe grzybów

Zachodzi przez fragmentację plechy - każdy fragment może dać nową grzybnię (wykorzystuje się to w hodowli pieczarek) - oraz przez pączkowanie, np. u drożdży: na komórce tworzy się pączek, który rośnie i odrywa się od komórki macierzystej. Grzyby rozmnażają się i rozprzestrzeniają także za pomocą zarodników.

34.Rozmnażanie płciowe grzybów

Zapłodnienie daje diploidalne jądro zygotyczne. Gametogamia - łączenie się gamet (izo-, anizo- lub oogamia) z plemni i lęgni; gametangiogamia - łączenie się całych gametangiów (zawartość plemni przelewa się do lęgni); somatogamia - zrastanie się zróżnicowanych płciowo strzępek. U większości grzybów plazmogamia (połączenie cytoplazmy) jest oddzielona w czasie od kariogamii (połączenia jąder), więc powstają strzępki dikariotyczne.

35.Zarodniki grzybów

Mitospory powstają przez mitozę: sporangialne - w kulistych zarodniach na szczycie strzępek zarodnikonośnych, konidialne - przez odcinanie się komórek na końcach strzępek. Mejospory powstają przez mejozę, zwykle w hymenoforach owocników (blaszki, rurki): workowe - w workach, podstawkowe - na podstawkach. Grzyby lądowe mają nieruchliwe aplanospory, a wodne - ruchliwe zoospory.

36.Porosty

Organizmy dwuskładnikowe o plesze zbudowanej ze strzępek grzyba i komórek zielenic lub sinic. Są autotroficzne, bo zielenice i sinice prowadzą fotosyntezę; grzyb korzysta z jej produktów, a w zamian dostarcza wodę i sole mineralne i chroni partnera. Mają małe wymagania, są organizmami pionierskimi (np. na nagich skałach tworzą glebę) i rozmnażają się wyłącznie bezpłciowo przez rozmnóżki.

37.Relacje składników porostu

Dawniej uważano je za obustronnie korzystne, dziś wskazuje się na dominację grzyba: uniemożliwia on zielenicom lub sinicom rozmnażanie płciowe, wydziela substancje kontrolujące ich wzrost, a w pewnych warunkach trawi ich komórki. Dlatego część badaczy uznaje porost za przykład pasożytnictwa grzyba na organizmie fotosyntetyzującym.

38.Budowa plech porostów

Strzępki grzyba są ciasno splecione, a między nimi leżą komórki zielenic lub sinic. W plesze niewarstwowanej komórki fotosyntetyzujące są rozmieszczone równomiernie, a w warstwowanej skupiają się w wyraźną warstwę. Plecha warstwowana od góry: warstwa korowa górna, warstwa zielenic, warstwa rdzeniowa, warstwa korowa dolna.

39.Znaczenie grzybów i porostów

Grzyby saprobiontyczne są destruentami: uczestniczą w obiegu pierwiastków i zwiększają żyzność gleby, ale niektóre psują żywność, drewno i tkaniny. Grzyby mikoryzowe wspierają rośliny (np. storczyki bez nich się nie rozwijają). Grzyby i porosty są pokarmem zwierząt (porosty zwłaszcza na tundrze). Drożdże służą do produkcji pieczywa, piwa i wina, Penicillium - serów, a z grzybów otrzymuje się antybiotyki, np. penicylinę i cefalosporyny.

40.Grzyby pasożytnicze i grzybice

Wywołują choroby roślin (np. rdza źdźbłowa zbóż, opieńka miodowa na drzewach) i zwierząt. U ludzi najczęstsze są drożdżaki Candida, powodujące drożdżyce (kandydozy), np. pleśniawki jamy ustnej, a także zakażenia narządów wewnętrznych. Grzybicą skóry można się zakazić od ludzi, przedmiotów lub zwierząt, grzybicą płuc - drogą wziewną, a grzybicy narządów płciowych sprzyja zaburzenie mikrobiomu, np. po długiej antybiotykoterapii.