PROTISTY. Formy jednokomórkowe

Transkrypt

1 PROTISTY! sztuczna jednostka systematyczna, do której zalicza się organizmy eukariotyczne o bardzo zróżnicowanej budowie, czynnościach życiowych i pochodzeniu! należą tu gatunki, które w starszych systematykach zaliczane były do glonów, pierwotniaków oraz grzybów! żyją głównie w środowisku wodnym! protisty powstały z organizmów prokariotycznych, symbiotycznych bakterii i sinic (teoria endosymbiozy)! Protisty mogą być okryte błoną komórkową, tzw. pellikulą, lub błoną i ścianą komórkową Formy jednokomórkowe! pełzaki (ameby) nagie, nieokryte ścianą komórkową komórki o zmiennym kształcie; zdolne do tworzenia nibynóżek (wysuwane części cytoplazmy) i poruszania się ruchem pełzakowatym (np. sarkodowe)! wiciowce nagie lub okryte ścianą komórkową komórki zaopatrzone w jedną lub więcej wici albo w rzęski (eugleniny, tobołki, orzęski); często występuje u nich światłoczuła plamka oczna i wodniczki tętniące; w chloroplastach występują pirenoidy, czyli ciałka silnie załamujące światło, wokół których odkładają się produkty fotosyntezy (np. skrobia); np. euglena zielona! formy kokoidalne nieruchliwe organizmy w stanie wegetatywnym, otoczone ścianą komórkową; komórki biernie unoszone w wodzie lub powietrzu lub spoczywające na podłożu (okrzemki, niektóre zielenice); charakteryzują się dobrze wykształconą ścianą komórkową oraz brakiem plamek ocznych i wodniczek tętniących! komórczaki komórki posiadające wiele jąder komórkowych; powstają wtedy, gdy podziałowi mitotycznemu jądra nie towarzyszy podział całej komórki; np. śluzorośla, lęgniowce, niektóre chryzolity i zielenice wodniczki tętniące są to wakuole, które rytmicznie tworzą się w cytoplazmie, rosną, a gdy ich zawartość zostanie wydzielona na zewnątrz komórki, zanikają; służą jako organelle wydalnicze oraz regulujące stężenie osmotyczne komórki Soffy 1

2 kolonie to zespoły komórek, które nie oddzieliły się po podziale lub połączyły się powtórnie po krótkiej fazie samodzielnego funkcjonowania; mogą być zbudowane z jednakowych lub różnych morfologicznie komórek, które najczęściej mogą też żyć niezależnie; w pewnych koloniach występuje specjalizacja poszczególnych komórek w pełnieniu określonych funkcji (np. toczek) Ciało wielokomórkowych protistów ma zawsze postać plechy; wyróżnia się:! plechy nitkowate zbudowane z długich ciągłych komórek ułożonych liniowo jedna za drugą (np. skrętnica) lub tworzących rozgałęzienia nadające plesze formę krzaczkowatą! plechy plektenchymatyczne utworzone ze ściśle przylegających do siebie i splecionych nici tworzących zwartą nibytkankę plektenchymę (większość krasnorostów, zielenice np. sałata morska)! plechy tkankowe zbudowane z różnych typów wyspecjalizowanych komórek pełniących funkcje wzmacniające, fotosyntetyczne i przewodzące asymilaty; występują u dużych brunatnic (morszczyn, listownica) plechy plektenchymatyczne i tkankowe wykazują często zróżnicowanie zewnętrzne na część liściokształtną, łodygokształtną i korzeniokształtną, przy czym żadna z tych części nie jest homologiczna z organami roślinnymi! w komórkach większości glonów znajdują się chloroplasty wypełnione chlorofilem! u krasnorostów funkcję asymilacyjną pełnią także barwniki fikobilonowe (niebieska fikocyjanina i czerwona fikoerytryna)! chlorofilowi towarzyszą barwniki karotenoidowe! podstawowym materiałem zapasowym glonów jest występująca w kilku odmianach skrobia! ściana komórkowa glonów zbudowana jest głównie z celulozy, ale także pektyn Odżywianie się! autotrofy, heterotrofy lub miksotrofy (cudzożywne albo samożywne w zależności od warunków zewnętrznych lub formy życiowej)! autotrofy są zazwyczaj fotoautotrofami, wytwarzają potrzebne do życia związki organiczne w wyniku fotosyntezy! posiadają różne barwniki fotosyntetyczne oraz wytwarzają różne produkty fotosyntezy, które gromadzą jako materiał zapasowy! heterotrofy mogą pobierać pokarm na drodze wchłaniania, pinocytozy lub fagocytozy! dzięki fagocytozie pochłaniane są większe cząsteczki, które zamykane są w pęcherzyku wodniczce pokarmowej, gdzie pokarm zostaje strawiony, a niewykorzystane resztki usunięte poza komórkę poprzez zlanie się błony wodniczki z błoną komórkową Soffy 2

3 ! pinocytoza związana jest z pobieraniem cząsteczek organicznych rozpuszczalnych w wodzie, takich jak drobiny białka, które wnikają do komórki poprzez kanaliki zakończone niewielkimi pęcherzykami; pęcherzyki te, nazywane pęcherzykami pinocytarnymi, odrywają się następnie od kanalików i łączą z lizosomem, po czym następuje strawienie błony samych pęcherzyków i ich zawartości! w przeciwieństwie do fagocytozy, pinocytozie nie towarzyszy wydalanie (wszystko jest trawione), następuje natomiast stopniowy ubytek błony komórkowej; pęcherzyki pinocytarne, inaczej niż wodniczki pokarmowe, nie są z powrotem wbudowywane w błonę! wchłanianie polega na przyjmowaniu prostych, niewymagających trawienia związków organicznych, np. cukrów prostych i aminokwasów, bezpośrednio z otoczenia! produktami zapasowymi u protistów są: skrobia, glikogen, tłuszcze, a także spotykany tylko u nich paramylon i laminaryna! obecność specyficznych barwników fotosyntetycznych, które absorbują światło w nieco innym zakresie długości fali, warunkuje pionowe rozmieszczenie samożywnych protistów w zbiornikach wodnych! w głębszych partiach wody występują glony, które mają czerwone barwniki, dzięki czemu wykorzystują w procesie fotosyntezy światło zielone Oddychanie! przez korzystny stosunek powierzchni do objętości, protisty nie potrzebują żadnych struktur do transportu gazów! wymiana gazowa zachodzi całą powierzchnią ciała! formy wolno żyjące oddychają tlenowo! pasożyty wewnętrzne oddychają beztlenowo Wydalanie i osmoregulacja! protisty słodkowodne są hipertoniczne w stosunku do otaczającej je wody, a przez to narażone są na ciągły jej napływ do komórki! pozbycie się nadmiaru wody zapewniają im wodniczki tętniące specjalne organelle osmoregulacyjne, którego napełnieniu wodą kurczą się, usuwając jej nadmiar poza komórkę! protisty morskie i pasożytnicze nie posiadają wodniczek tętniących: są izotoniczne w stosunku do otaczającego je środowiska i nie muszą przeprowadzać osmoregulacji! wydalanie zbędnych i toksycznych produktów przemian materii, np. związków azotowych, u protistów cudzożywnych zachodzi na drodze dyfuzji (gatunki żyjące w wodach słonych i pasożytnicze), albo za pomocą wodniczek tętniących (formy słodkowodne) Soffy 3

4 Wrażliwość! odbieranie i przewodzenie bodźców zachodzi podobnie jak w komórkach zwierzęcych i warunkowane jest polaryzacją błony komórkowej (pellikuli)! pod wpływem bodźca, np. dotknięcia, pellikula ulega miejscowej depolaryzacji, która rozprzestrzenia się na wzór impulsu nerwowego, wywołując określoną reakcję! protisty nie posiadają wyspecjalizowanych receptorów! wyjątkiem są eugleniny, u których występuje tzw. narząd światłoczuły, utworzony z fotoreceptora odbierającego bodźce świetlne i położonej obok niego plamki ocznej (stigmy), będącej skupieniem barwnika ukierunkowującego światło na fotoreceptor Poruszanie się i organelle ruchu! reakcje ruchowe jednokomórkowców nazywane są taksjami! protisty osiadłe lub ruchliwe, aktywnie zdobywające pokarm i reagujące ruchem na działanie czynników środowiska! sposób poruszania się protistów zależy m.in. od struktury pellikuli okrywającej komórki! jeśli jest cienka i elastyczna, komórki przyjmują postać pełzaka, który porusza się przy pomocy nibynóżek (pseudopodiów), będących wypustkami cytoplazmy o zmiennym kształcie! gatunki o pellikuli sztywnej (np. orzęski) lub otoczone ścianą komórkową (tobołki) nie tworzą nibynóżek, a poruszają się dzięki obecności undulipodiów, do których zalicza się wici i krótsze od nich rzęski! wici i rzęski mają podobną budowę wewnętrzną (9+2); mikrotubule zakotwiczone są w cytoplazmie dzięki ciałku podstawowemu (kinetosom)! wszystkie protisty mogą również poruszać się biernie, niesione prądem wody lub powietrza! ruch pseudopoidalny (ameboidalny) pełzanie komórek za pomocą nibynóżek; ruchy cytoplazmy powodują przesunięcie się błony komórkowej! ruch undulipodialny przemieszczanie się za pomocą wici lub rzęsek! pełzanie po podłożu (okrzemki, które ze względu na krzemionkowy pancerzyk nie mogą wykonywać ruchów ameboidalnych) duże znaczenia białka aktyny i śluzu Soffy 4

5 ! błonka falująca powstała pomiędzy błoną komórkową a wicią biegnącą wzdłuż komórki, wykonuje ruchy faliste jak płetwa; charakterystyczna dla świdrowców i rzęsistków! nieliczne protisty są nieruchliwe Sposoby rozmnażania! protisty rozmnażają się bezpłciowo lub płciowo! występują również specyficzne, niespotykane u innych procesy rozrodcze! rozmnażanie bezpłciowe odbywa się wegetatywnie lub przez zarodniki! u pasożytniczych sporowców występuje schizogonia, czyli równoczesny podział wielokrotny komórki! rozmnażanie bezpłciowe obejmuje rozmnażanie wegetatywne, do którego należą: o podział komórki (formy jednokomórkowe) " podłużny (eugleniny, tobołki) " poprzeczny (okrzemki, orzęski) " nieregularny (sarkodowe) o fragmentacja plechy (formy wielokomórkowe)! nowe osobniki powstałe w wyniku rozmnażania bezpłciowego są identyczne pod względem genetycznym z macierzystymi! protisty grzybopodobne (śluzorośla, lęgniowce) oraz większość samożywnych (zielenice, brunatnice, krasnorosty) rozmnażają się również bezpłciowo przez zarodniki! zarodniki są z reguły zoosporami są uwicione i posiadają zdolność do samodzielnego poruszania się! wyróżnia się trzy rodzaje gamet: o izogamety morfologicznie podobne do siebie o anizogamety różnią się jedynie wielkością, przy czym gameta żeńska jest większa od męskiej o oogamety wykazują znaczne różnice w budowie, przy czym gameta żeńska jest nieruchliwa i nazywana komórką jajową, gameta męska natomiast jest znacznie mniejsza i ruchliwa i nazywana jest plemnikiem! zapłodnienie nosi nazwę: izogamii, anizogamii i oogamii Izogamia - połączenie się opatrzonych w wici gamet, zróżnicowanych płciowo (genetycznie), ale o identycznej budowie morfologicznej Soffy 5

6 Heterogamia (anizogamia) - łączące się uwicione gamety są zróżnicowane, zarówno genetycznie, jak i morfologicznie, na większą makrogametę i mniejszą mikrogametę Oogamia - łączą się ze sobą gamety są wyraźnie zróżnicowane morfologicznie, z których jedna, zwana komórką jajową, jest duża, nieruchliwa i zawiera dużo substancji odżywczych, natomiast druga, zwana plemnikiem, jest znacznie mniejsza i zaopatrzona w wić! istotą rozmnażania płciowego jest zapłodnienie, polegające na połączeniu (syngamii) dwóch haploidalnych gamet i powstaniu diploidalnej zygoty! u protistów wielokomórkowych gamety wytwarzane są w gametangiach, które są zawsze jednokomórkowe i noszą nazwę plemni i lęgni! żeńskie komórki rozrodcze makrogamety (duże), męskie komórki rozrodcze mikrogamety (małe)! u form jednokomórkowych gamety powstają w wyniku przekształcenia lub podziału całego osobnika! konsekwencją rozmnażania płciowego jest zawsze występowanie tzw. przemiany faz jądrowych! w zależności od umiejscowienia w cyklu życiowym mejozy, która może być o pregamiczna poprzedzać wytworzenie gamet o postgamiczna następować po wytworzeniu zygoty! osobniki troficzne (podstawowa forma życiowa organizmu) są albo diploidalne, albo haploidalne! organizmy haploidalne wytwarzają gametangia, rozmnażają się płciowo i nazywane są gametofitami! organizmy diploidalne rozmnażają się bezpłciowo przez zarodniki i nazywane są sporofitami! dwie fazy jądrowe: o diploidalna od powstania zygoty do wytworzenia mejospor na drodze podziału redukcyjnego o haploidalna od podziału redukcyjnego do momentu połączenia się gamet w zygotę! regularne następowanie po sobie w cyklu życiowym gametofitu i sporofitu nosi nazwę przemiany pokoleń i jest cechą właściwą dla cykli rozwojowych większości protistów należących do zielenic, krasnorostów i brunatnic! wyróżnia się dwa rodzaje przemiany pokoleń: o izomorficzną oba pokolenia, tj. gametofit i sporofit, są morfologicznie podobne o heteromorficzną pokolenia różnią się między sobą wyglądem oraz czasem trwania; występuje przewaga gametofitu lub sporofitu Przemiana heteromorficzna z przewagą sporofitu na przykładzie listownicy Soffy 6

7 Przemiana izomorficzna na przykładzie watki Przemiana heteromorficzna z przewagą gametofitu na przykładzie katlerii! w czasie koniugacji dochodzi do utworzenia mostka cytoplazmatycznego pomiędzy dwoma orzęskami! mikronukleus (w każdej z dwóch komórek) przechodzi mejozę, a makronukleus w tym czasie zanika! z powstałych czterech jąder mikronukleusa trzy zanikają, pozostałe dzielą się mitotycznie na dwa jądra: stacjonarne, pełniące rolę komórki jajowej, i migracyjne, pełniące rolę plemnika! jądra migracyjne zapładniają krzyżowo jądra stacjonarne! powstałe w wyniku zapłodnienia jądra zygotyczne dzielą się raz jeszcze mitotycznie, tak że w każdej komórce powstają po dwa jądra diploidalne! jedno z nich stanie się mikronukleusem (2n), a drugie po wielokrotnych podziałach amitotycznych zwielokrotni ilość DNA i powstanie poliploidalny makroukleus! w zmiennym środowisku mogą raz na kilka pokoleń rekombinować swój materiał genetyczny, przechodząc mejozę postgamiczną lub pregamiczną! jeśli forma troficzna (forma życiowa) ma haploidalną liczbę chromosomów (haplont), przechodzi mejozę postgamiczną pozapłodnieniową, np. sporowce! jeżeli natomiast jej forma życiowa jest diploidalna (diplont), przechodzi mejozę pregamiczną przedzapłodnieniową, np. orzęski Soffy 7

8 cykl życiowy pierwotniaków haploidalnych cykl życiowy pierwotniaków diploidalnych Glony planktonowe organizmy zawieszone w wodzie i biernie unoszone przez jej prądy; są przystosowane do powolnego opadania na dno, gdzie panują niekorzystne dla ich rozwoju warunki świetlne i termiczne; spowolnieniu tempa opadania glonów sprzyjają wici, różnego rodzaju wypustki, otoczki śluzowe, a także odpowiednie formy kolonii, takie jak taśmy, łańcuszki, wachlarzyki itp. Glony bentosowe organizmy spoczywające na dnie i brzegach zbiorników wodnych, przytwierdzone do podłoża, a nawet wykonujące ruchy pełzające Neuston glony występujący na granicy wody i atmosfery Peryfiton formy glonów porastające różnego typu rośliny, kamienie, gałęzie zanurzone w wodzie Zarodziec malarii! malaria choroba wywoływana przez pasożytniczego pierwotniaka zarodźca malarii (Plasmodium vivax)! u człowieka pasożytuje on w erytrocytach i układzie siateczkowo - śródbłonkowym (głównie śledziona i wątroba)! postać inwazyjna zarodźca, tzw. Soffy 8

9 sporozoit, przedostaje się do krwi ludzkiej wraz ze śliną komara widliczka! poprzez naczynia krwionośne dociera do wątroby i śledziony, gdzie w komórkach układu siateczkowo- śródbłonkowego rozmnaża się bezpłciowo w procesie schizogonii! komórki potomne rozmnażają się dalej w czerwonych ciałkach krwi (schizogonia erytrocytalna)! zakażone krwinki pękają, uwalniają osobniki potomne, merozoity, z których każdy atakuje kolejną krwinkę zjawisku temu towarzyszy atak gorączki i dreszczy! po pewnym czasie część merozoitów przekształca się w gametocyty, które dla dalszego rozwoju muszą przedostać się do ciała komara wraz z krwią! w jelicie komara gametocyty zamieniają się w gamety żeńskie i męskie, które kopulują i tworzą zygoty! zygoty przenikają przez ścianę jelita i na jego zewnętrznej stronie wytwarzają sporozoity, które umiejscawiają się w śliniankach komara, skąd następnie podczas ukłucia przedostają się do krwioobiegu kolejnego żywiciela! człowiek ulega zarażeniu, gdy samica komara widliszka wprowadzi do jego krwi sporozoity formy inwazyjne Jakie organellum świadczy o przystosowaniu pantofelka do życia w wodach słodkich?! wodniczka tętniąca jest to organellum osmoregulacyjne, pozwalające pantofelkowi na życie w hipotonicznym środowisku, dzięki temu że usuwa nadmiar wody z ciała pantofelka Jakie znaczenie ma proces koniugacji i dlaczego nie nazywamy go rozmnażaniem?! koniugacja nie jest nazywana rozmnażaniem, ponieważ w jej wyniku nie powstają żadne organizmy potomne! znaczenie procesu dzięki koniugacji osobniki biorące w niej udział posiadają zrekombinowany materiał genetyczny Choroba ta występuje w okolicach okołorównikowych, wywołujące ją pasożyty mają zawsze dwóch żywicieli stałocieplnego kręgowca i określony gatunek bezkręgowca. U człowieka występuje w postaci tzw. trzeciaczki lub czwartaczki, co związane jest z częstotliwością pojawiania się ataków gorączki.! choroba: malaria! wektor: samica komara widliszka! części ciała, w jakich pasożytują chorobotwórcze protisty: wątroba, gruczoły ślinowe, śledziona, węzły chłonne, krwinki czerwone! Określ różnice występujące między pinocytozą i fagocytozą:! w fagocytozie nie ma ubytku błony komórkowej a w pinocytozie jest! w fagocytozie w wodniczkach pokarmowych pokarm zostaje strawiony, a resztki zostają usunięte poza komórkę, natomiast w pinocytozie cały pokarm wraz z pęcherzykami pinocytarnymi zostaje strawiony! fagocytozie pochłaniane są większe cząsteczki, a w pinocytozie mniejsze, rozpuszczalne w wodzie Soffy 9

10 Notatki sporządzone przez ucznia na podstawie schematu:! gametofit i sporofit u katlerii są pokoleniami heteromorficznymi! zarodniki katlerii posiadają zdolność ruchu! zapłodnienie odbywa się na drodze anizogamii! w wyniku zapłodnienia powstaje diploidalny sporofit Jaki element budowy pełzaka umożliwia mu ruch pseudopodialny?! cytoplazma cytoplazma przelewa się w różne miejsca form ameboidalnych i wraz z elastyczną błoną komórkową (lub dzięki nieobecności pellikuli) tworzą pseudopodium, umożliwiające ruch pełzakowaty Podczas fotosyntezy u protistów powstający nadmiar materii organicznej jest magazynowany w postaci ziaren substancji zapasowej. Obok skrobi, glikogenu czy tłuszczów w skład ziaren substancji zapasowej mogą wchodzić inne substancje organiczne. Wymień dwie z nich o charakterze polisacharydów:! paramylon i laminaryna Proces endocytozy u prostistów:! w pinocytozie są pobierane substancje odżywcze wyłącznie rozpuszczalne w wodzie! w fagocytozie pierwotniak pobiera całą bakterię za pomocą charakterystycznych wypustek plazmatycznych! w pinocytozie pęcherzyki z pobraną substancją oblaną cytoplazmą zostają przy udziale lizosomów całkowicie rozłożone wraz z otaczającą je błoną! w fagocytozie mogą pojawić się niestrawione resztki pokarmowe, które wbudowane zostają wraz z wodniczką w błonę komórkową Wskaż w którym z rodzajów endocytozy w ostatnim etapie trawienia pojawia się egzocytoza i wytłumacz na czym to polega.! (fagocytoza) u pierwotniaków podczas pobrania pokarmu na drodze fagocytozy z błony komórkowej tworzy się pęcherzyk, w którym dochodzi do trawienia pobranego pokarmu, a następnie pęcherzyk ten zlewa się z błoną komórkową i dzięki egzocytozie zostają wydalone z komórki niestrawione resztki pokarmu oraz zbędne produkty przemiany materii Soffy 10

11 O cudzożywności u trąbika świadczy:! wodniczka odżywcza, która w swoim wnętrzu przeprowadza trawienie pobranego pokarmu! brak obecności chloroplastów! obecność cytostomu O osiadłym trybie życia świadczy:! dolna część ciała jest przystosowana do przymocowywania się do podłoża! górna część pokryta jest rzęskami służącymi do pobierania pokarmu Mitoza jest podstawowym sposobem rozmnażania się bezpłciowego jednokomórkowych protistów U form bardziej złożonych, wielokomórkowych, pojawia się fragmentacja. Polega ona na rozrywaniu organizmu na fragmenty. Jednocześnie występują również procesy mitotyczne, jednak nie mają one charakteru rozmnażania. Jaką funkcję ma tu mitoza?! dzięki mitozie organizm może odbudować się po fragmentacji i tym samym zwiększyć swoje rozmiary Opis procesu koniugacji skrętnic:! męski gametofit (którego rolę pełni protoplast) przelewa się do gametofitu żeńskiego przez specjalnie wytworzone kanały, po czym obydwie gamety (protoplasty) zlewają się ze sobą i dochodzi do zapłodnienia (u skrętnic dominuje faza haploidalna, ponieważ faza diploidalna następuje tylko po zapłodnieniu i powstaniu zygoty, która okrywa się grubą ścianą i jest przetrwalnikiem) Podaj cechy zielenic, aby potwierdzić ich wspólne pochodzenie z roślinami:! występowanie chlorofilu a i b! materiałem zapasowym jest skrobia! ściany komórkowe zbudowane są głównie z celulozy Podaj funkcje mikro- i makronukleusa:! mikronukleus: bierze udział w koniugacji i wymianie materiału genetycznego! makronukleus: zawiera materiał genetyczny komórki i kieruje jej pracą i metabolizmem Dlaczego koniugacja ma wielkie znaczenie dla orzęsków?! dzięki koniugacji, podczas której dochodzi do wymiany materiały genetycznego, osobniki posiadają zrekombinowane DNA, co pomaga osobnikom potomnym przystosować się do zmieniających się warunków środowiska Soffy 11

12 Podaj przykład przystosowania organizmów fitobentosu (sinice i krasnorosty) do życia na dużych głębokościach:! krasnorosty i sinice posiadają dodatkowe barwniki pozwalające im na absorpcję światła o innej długości fali, co pozwala na przeprowadzanie fotosyntezy Jakie elementy morfologiczne glonów mają wpływ na układ glonów w szelfie?! na układ glonów w szelfie wpływ mają plastydy, które w zależności od barwnika jaki posiadają, pochłaniają światło o różnej długości Podaj argument na odrzucenie tezy o tkankowej organizacji budowy anatomicznej glonów:! tkanka jest to grupa komórek pełniących określone funkcje; twór taki nie występuje u glonów, ponieważ zbudowane są one z plektenchymy (nibytkanka), która może przypominać tkankę, ale nią nie jest W cyklu życiowym zarodźca malarii występują następujące postacie rozwojowe:! (w kolejności): sporozoit, schizont, merozoit Soffy 12