Fragenkatalog Protozoa

Flagellata

1. Wie ist das Stigma von Euglena gebaut, wo kommt es in der Zelle vor und welche Funktion hat es dort?
Das Stigma ist eine im Lichtmikroskop gelb-rötlich schimmernde Pigmentstruktur (Carotinoide), die dem Paraflagellarkörper im Cytoplasma gegenüberliegt; es ist am Geißelsäckchen lokalisiert. Die Euglenoiden führen ständig eine Rotation um die Körperlängsachse durch, so daß das Stigma periodisch einen Schatten auf den Paraflagellarkörper wirft. Mit der Hilfe der dort sich befindenden lichtempfindlichen Moleküle kann das Tier die Lichtintensität messen und sich so der Lichtquelle zuwenden, damit eine optimale Photosyntheseaktivität gewährleistet ist --> Photorezeptor --> positive / negative Phototaxis.

2. Stellen Sie kurz den Entwicklungsgang des Erregers der Nagana-Seuche dar.
Erreger der Nagana-Seuche ist Trypanosoma brucei brucei. Dieser Parasit ist nicht humanpathogen! Tsetse-Fliege (Glossina spec.) nimmt trypanosomenhaltiges Blut beim Stich auf; im Mitteldarm der Fliege setzt nun eine verstärkte Vermehrung des Parasiten ein, der dabei eine schlankere Form annimmt. 12-14 Tage später wandern die Trypanosomen in die Speichelgänge der Speicheldrüse der Fliege ein und wandeln sich in die gedrungene Form um (Geißel inseriert in der Zellmitte). Nach einem mehrtägigen Aufenthalt am Drüsenepithel lösen sich die Parasiten wieder ab und wandeln sich wieder in die trypomastigote Gestalt um, diese kleine, gedrungene Modifikation nennt man metaxyklisch. Ab hier erst sind die Trypanosomen für den Wirbeltierwirt wieder infektiös.

3. In welchen Wirten und Organen parasitieren Trypanosomen (z.B. Trypanosoma brucei) und wie nehmen die Zellen dort Nahrung auf?
Tsetse-Fliege (Zwischenwirt und Überträger): Kropf, Speicheldrüse, Mitteldarm: Glycocalyx fehlt; aerober Stoffwechsel, Ausdifferenzierung von Mitochondrien, um über oxidative Phosphorylierung (Glucose --> CO₂ + H₂O) höchst effizient ATP herzustellen.
Wirbeltiere (Endwirt): Hautgewebe, Leber, Blutbahn: Glycocalyx vorhanden; anaerober Stoffwechsel, reduzierte Mitochondrien, uneffiziente ATP-Gewinnung durch Glycolyse (Glucose --> Brenztraubensäure), da die Tiere im Blut ausreichend mit Nahrung versorgt sind.

4. Wie vermehrt sich Euglena gracilis?
Euglena vermehrt sich durch einfache vegetative Längsteilung. Diese beginnt mit der Mitose des Kernes, schreitet fort mit der Verdopplung der Organellen des Bewegungsapparates und findet ihren Abschluß in der von vorne nach hinten fortschreitenden Längsteilung der Zelle bei gleichzeitiger Ergänzung der zunächst fehlenden Pellicularleisten.

5. Wie unterscheiden sich epimastigote und trypomastigote Form von Trypanosoma und wo finden die Umwandlungen statt?
Trypomastigote Form: infektiös für Wirbeltier, sehr schlanke Körperform, Geißel inseriert am Hinterende der Zelle, mit Glycocalyx, glycolytischer Stoffwechsel.
Epimastigote Form: nicht infektiös, gedrungene Körperform, Geißel inseriert etwa in der Zellmitte, ohne Glycocylax, oxidativer Stoffwechsel.
Umwandlung von der trypomastigoten in die epimastigote Form und umgekehrt finden in den Speichelgängen der Fliege statt.
 
 

Rhizopoda

1. Schildern Sie kurz wie die geschlechtliche Vermehrung von Foraminiferen verläuft.
Die geschlechtliche Fortpflanzung nennt man Gamogonie. Der Zelleib adulter Agamonten (mehrkernig, diploid) zerfällt nach einer Meiose der Kerne multipel in zahlreiche einkernige und haploide Zellen, die man Agameten nennt. In herangewachsenem Zustand werden sie als Gamonten bezeichnet. Aus ihnen gehen -wiederum durch multiplen Zerfall- mehrere Gameten hervor. Entweder die Gameten einunddesselben Individuums verschmelzen in der Mutterschale miteinander zur Zygote (XXXXX), oder es haben sich vorher schon zwei Gamonten -von verschiedenen Indiviuden- paarweise zusammengelagert (Gamontogamie), so daß zwischen ihnen ein Hohlraum entsteht, indem wenige unbegeißelte und amöboid bewegliche Gameten die Kopulation vollziehen.

2. Welche Organellen sind an der Ernährung einer Amöbe beteiligt und welche Aufgaben haben sie?
Beteiligt sind die Pseudopodien, die Nahrungsvakuole (später Defäkationsvakuole), Lysosomen. Nachdem die Glycocalyx an der Zelloberfläche durch die Beute chemisch gereitzt werden bilden sich rasch durch Druck - und somit auch Cytoplasmaverlagerungen - Pseudopodien aus, die die Beute von allen Seiten umfließen und in eine Nahrungsvakuole einschließen, indem sich die distalen Zonen der Pseudopodien zuerst überlappen um dann unter Auflösung der Zellgrenzmembran miteinander zu verschmelzen. Acidosomen und Lysosomen entleeren ihren Inhalt - Verdauungsenzyme - in die eben gebildete Nahrungsvakuole, wodurch die hochmolekulare Beute in ihre monomolekularen Bestandteile zerlegt wird. Anschließend erfolgt deren Resorption ins Cytoplasma.

3. Bei Foraminiferen mit Generationswechsel tritt eine Gamogonie-Phase auf. Charakterisieren Sie kurz was dabei vor sich geht!
Siehe Frage 1

4. Geben Sie an, welche Teilgruppen von Protozoen zur Gruppe der Rhizopoda zusammengefaßt werden und warum diese Gruppe nicht als eine natürliche Verwandtschaftsgruppe (monophyletisch) angesehen werden kann?
Zu den Rhizopoda faßt man folgende Gruppen zusammen: Radiolaria, Foraminifera, Heliozoa, Amoebina, Testacea. Die Rhizopoden bilden keine monophyletische Gruppe, weil sie nicht alle bekannten rezenten und fossilen Nachkommen einer einzigen Stammart enthalten, bzw. sich die Vertreter der Gruppe der Rhizopoden nicht alle auf eine und dieselbe Stammart zurückführen lassen. In einer monophyletischen Gruppe ist nämlich jede beliebige zu ihr gehörende Art mit jeder beliebigen anderen, ebenfalls zu dieser Gruppe gehörenden näher verwandt als mit irgend einer Art, die nicht zu ihr gehört.

5. Was bedeutet heterophasischer Generationswechsel und bei welchen Protozoen kommt er vor?
Einen heterophasischen Generationswechsel finden wir nur bei den Foraminiferen. Er bedeutet. Die Reduktionsteilung findet vor der Bildung der Agameten statt. Die Kerne der einen Generation, der Gamonten, sind haploid, die der anderen Generation, der Agamonten, sind diploid. Es geht also mit dem Generationswechsel ein Kernphasenwechsel einher.

6. Welche Funktionen haben Axopodien und bei welchen Einzellern kommen sie vor?
Axopodien sind die speziellen Pseudopodien bei Radiolaren und Heliozoen. Sie dienen als Schwebfortsätze im Wasser, zur Fortbewegung und zum Festhalten von Nahrung durch Absonderung von speziellen Klebstoffen.

7. Eine Amöbe hat ein Paramecium phagozytiert. Was geschieht anschließend in der Nahrungsvakuole?
Aus dem Entoplasma wandern kleine, mit Verdauungsenzymen gefüllte Bläschen (Lysosomen) zur Nahrungsvakuole. Dort fusionieren sie mit deren Membran und entleeren ihren sauren Inhalt (Hydrolasen) in sie. Dabei werden folgende hochmolekularen Stoffe hydrolytisch in ihre monomolekularen Grundbaustoffe abgebaut:
Kohlenhydrate in Monosaccharide, Eiweiße in Aminosäuren und Fette in Glycerin und Fettsäuren. Diese Produkte gelangen nun über zwei Wege ins Cytoplasma: a) durch Diffusion gegen ein Konzentrationsgefälle und b) durch aktiven Transport mit Carriermolekülen unter ATP-Verbrauch. Unverdaubare Reste werden in der Defäkationsvakuole über Exocytose in das umgebende Medium entleert.

8. Beschreiben Sie knapp 4 Haupttypen von Pseudopodien hinsichtlich Aufbau, Funktion und Vorkommen!
 

	Aufbau	Funktion	Vorkommen
Lobopodien	lappenartig oder geweihähnlich gestaltet	Fortbewegung Nahrungserwerb	bei vielen Amöben und vielen Testaceen
Filopodien	fein, fadenartig dünn, oft verzweigt, keine Anastomosen, aus hyalinem Ektoplasma	bei Amöben zusätzlich: Kontaktaufnahme	bei vielen Radiolarien und einigen Testaceen
Axopodien	unverzweigt, stehen radial vom Körper ab, zentraler Achsenstab aus Mikrotubuli von dünnflüssigem Cytoplasma umgeben		bei Heliozoen und Radiolarien
Reticulopodien			bei Foraminifern

9. Entwerfen Sie je ein Schema für einen haplo-homophasischen und einen diplo-homophasischen Generationswechsel.
haplo-homophasischer GW (nur die Zygote ist diploid):
Zygote (2n) --> R! --> Agamont (n) --> Agamet (n) --> Gamont (n) --> Gameten (n) --> Zygote (2n)
diplo-homophasischer GW (alle Stadien diploid, bis auf die Gameten):
Zygote (2n) --> Agamont (2n) --> Agamet (2n) --> Gamont (2n) --> R! --> Gameten (n) --> Zygote (2n)
 
 

Sporozoa

1. Schildern Sie kurz, welche cytologischen Vorgänge bei einer Malaria-Infektion stattfinden und geben Sie die Infektionsstadien an!
Diese Frage ist im Kükenthal

2. In den Zellen der Sporozoa findet man weder Nahrungsvakuolen noch kontraktile Vakuolen. Erklären Sie diesen Sachverhalten!
Die Sporozoa sind ausnahmslos Endoparasiten, die entweder im Darm, der Leibeshöhle (extrazellulär) oder in den Körperzellen (intrazellulär) leben. Nahrungsvakuolen fehlen, weil die Nahrung in aufbereiteter und flüssiger Form dem Wirt entzogen und durch Permeation oder auch durch Mikroporen aufgenommen wird. Da die Sporozoen in einem isotonischen Medium leben, entfällt außerdem die Notwendigkeit der Ausbildung einer kontraktilen Vakuole.

3. Schildern Sie kurz den Entwicklungsgang des Malaria-Erregers in der Anopheles-Mücke!
siehe Kükenthal

4. Ab wann ist das Blut eines Malaria-Kranken für die übertragende Anopheles-Mücke infektiös?
Etwa 8-10 Tage nach dem ersten Fieberanfall, weil dann Gamonten im peripheren Blut des Menschen auftauchen und sich nur aus diesen Mikro- und Makrogamonten in der Mücke die Mikro- und Makrogamonten entwickeln können? Darauf erfolgt die Fusion der Gameten zur Zygote, hier Ookinet genannt.

5. Was versteht man unter Schizogonie bei den Sporozoa? Welchen Vorteil können sie haben? Geben Sie mindestens zwei durch Sporozoa verursachte Krankheiten und ihre Erreger an!
Die Schizogonie ist ein bei Plasmodium und einigen anderen Arten zusätzlich zur Sporogonie auftretende ungeschlechtliche Phase. Sie findet innerhalb des Wirtes statt, dient der Verbreitung und läuft wie folgt ab: eine rasche Aufeinanderfolge von Kernteilungen ohne Plasmateilung, die zur Bildung vielkerniger Zellen, den Schizonten, führt und mit nachfolgendem Zerfall zu einkernigen Fortpflanzungszellen.
Plasmodium spec. verursachen verschiedene Krankheitsbilder der Malaria, und Toxoplasma gondii ist der Erreger der Toxoplasmose. Sarcosporidiose wird von Sarcocystis-Arten verursacht.

6. Durch welche Merkmale lassen sich Gregariniden gegen Coccidien abgrenzen?
 

Coccidien:	Gregariniden:
überwiegend intrazellulär	überwiegend extrazellulär
ein großer Makrogamet (E )--> Oogametie	Vielzahl von G und E Gameten --> Isogametie
einheitliche Körpergliederung	Epimerit-Protomerit-Deutomerit
viele pathogene Formen	beschränkt pathogen

7. Streichen Sie die falschen Aussagen:
Sporozoen:
a) leben überwiegend im Meer FALSCH
b) sind Haplonten mit zygotischer Meisos RICHTIG
c) besitzen meist einen Apicalkomplex mit Conoid RICHTIG
d) bewegen sich mittels einer Längs- und einer Quergeißel fort FALSCH
e) ernähren sich phagotroph und/oder osmotroph RICHTIG
f) sind eine Gruppe mit vielen human- und tierpathogenen Vertretern RICHTIG
 
 

Ciliata

1. Charakterisieren Sie einige von Cilien ableitbare Organellen und deren Funktion; geben Sie je eine Ciliatenart an, bei denen diese Organellen vorkommen!

Cirren (sgl.: Cirrus) sind zu stärkeren Borsten zusammengefaßte Cilien (Cilienbüschel). Sie haben Lokomotions- und Tastfunktion und dienen zusätzlich dem Herbeistrudeln von Nahrung. Beispiel: Euplotes aediculatus.

Membranellen sind zu schlanken, dreieckigen Schlagplättchen zusammengefaßte, dicht nebeneinanderstehende Cilien, die dicht in Reihe stehen und nicht miteinander verbunden sind. Eingesetzt werden sie zum Nahrungserwerb und zur Lokomotion. Beispiel: Stentor coeruleus.

Paroralmembran / undulierende Membran: wenige Cilienlängsreihen sind mechanisch miteinander verbunden und führen einen undulierenden Schlag aus.

Stereocilie ist eine starre Cilie, die nicht schlagen kann.

2. Ist die Konjugation von Paramecium eine Gameto- oder Gamontogamie? Begründen Sie Ihre Aussage!
Es ist eine Sonderform der Gamontogamie. Hier lagern sich zwar zwei Gamonten zusammen die aber nur Gametenkerne ausbilden und austauschen und keine Gameten ausbilden.

3. Ciliaten können sich vegetativ durch Teilung vermehren. Wie verhalten sich hierbei die Kerne?
Der Mikronucleus teilt sich mitotisch, jedoch ohne Auflösung der Kernhülle (intranucleäre Mitose). Der Makronucleus teilt sich "amitotisch", d.h. er durchschnürt sich in zwei Tochterkerne, ohne daß hierbei die Chromosomen sichtbar werden.

4. Schildern Sie kurz den Bau und die Funktion der osmoregulatorischen Organelle von Paramecium caudatum!
Es handelt sich hier um sogenannte kontraktile (pulsierende) Vakuolen, von Flüssigkeit erfüllte Bläschen, die rhythmisch anschwellen (Diastole) und, sich nach außen -durch den Exkretionsporus- entleerend, zusammenfallen (Systole). Sie dienen dem Austreiben überschüssigen Wassers, sind also Regulatoren des osmotischen Druckes.
Sie können von längs oder radiär gestellten Zufuhr- oder Sammelkanälen gespeist werden, die unmittelbar vor ihrer Mündung in die erweiterungsfähigen Ampullen übergehen. Das Blase und Ampullen umgebende Cytoplasma (Spongiom) ist durchsetzt von einem dichten Flechtwerk feinster, anastomosierender Röhrchen, die mit den Zuführungskanälen dauernd in offener Verbindung stehen. Über einen gemeinsamen Gang stehen starre Tubuli mit dem Röhrengeflecht in Verbindung und führen die auszuschüttende Flüssigkeit aus dem Cytoplasma ab.

5. Geben Sie einige Merkmale an, die die Monophylie der Ciliaten begründen!
a) Cytostom mit speziellen Wimperorganellen,
b) mit dem Basalkörper (Kinetosom) von Cilien assoziierte fibrilläre Strukturen (Infraciliatur),
c) Kerndimorphismus,
d) Konjugation.

6. Was ist vermutlich der Grund dafür, daß bei Ciliaten Defäkationsvakuolen nur an einer bestimmten Stelle der Zelloberfläche, der Cytopyge, entleert werden?
Die Ciliaten besitzen eine Pellicula, die durch eingelagerte Proteinplatten eine hohe Festigkeit der Zellwand garantiert. Diese Festigkeit ist an ganz wenigen, genau definierten Stellen herabgesetzt, damit das Tier (exo- und endocytotsich) Nahrung aufnehmen und unverdauliche Reste abgeben kann. Ein solcher Ort, an dem die unverdaubaren Reste abgegeben werden ist die Cytophyge.

7. Welche Gruppen rechnet man zu den Ciliaten und wie sind sie definiert?
a) Holotricha: allseits bewimpert
b) Spirotricha: mit adoralem Membranellenrand
c) Peritricha: scheibenförmiges Penstom, häufig mit einem Stiel festsitzend, Cilienreihe in linksgewundener Spirale zum Cytstom ziehend
d) Suctoria: wimperlos mit Saugtentakeln
[e) Chonotricha: Cytostom von spiralig gewundenem Kragen umgeben.]

8. Welche verschiedenen Arten der Nahrungsaufnahme bei Ciliaten kennen Sie? Wie geschieht das bei Paramecium?
Man unterscheidet bei den Ciliaten Strudler und Schlinger. Paramecium ist ein Strudler. Bei den von Bekterien und anderer Kleinnahrung lebenden Formen, den Strudlern, ist der Zellmund (Cytostom) meist nach hinten verlagert und mehr oder weniger versenkt. Durch den Schlag der Cilien des Peristoms werden die Nahrungspartikel zum Zellmund gestrudelt. Im Cytopharynx übernehmen die Cilien des Peniculus und des Quadrulus ihre Weiterbeförderung, bevor sie schließlich in eine Nahrungsvakuole eingeschlossen werden.

9. Welchen Sinn hat wohl die Ansäuerung der Nahrungsvakuolen bei Paramecium?
Die Ansäuerung der Nahrungsvakuolen hat zwei Gründe. Erstens wird evtl. noch lebende Nahrung abgetötet. In das Lumen der Nahrungsvakuole hinein entleeren Lysosomen ihre Verdauungsenzyme und zweitens liegt deren Aktivitätsoptimum im sauren Bereich.

10. Wie unterscheiden sich Cirren und Membranellen? Nennen Sie je eine Art bei der mindestens eines dieser Organellen vorkommt!
siehe Antwort auf Frage 1

11. Bei Stentor kann man schnelle Formveränderungen der Zelle beobachten. Worin bestehen sie und worauf beruhen sie?
Stentor kann sich schnell kontrahieren, dabei wird die langgestreckte Trompetenform der Zelle in ein kugeliges Gebilde überführt. Die Formveränderung beruht auf der schnellen Verkürzung von Myomeren im corticalen Plasma.

12. Was sind Membranellen? Geben Sie an, wo sie vorkommen und welche Funktion sie haben; nennen Sie zwei Protozoen-Arten mit Membranellen!
Membranellen sind aus kurzen Querreihen von Cilien bestehende dreieckige Schlagplättchen, die das Peristom von Ciliaten umranden; sie dienen dem Hereinstrudeln von Nahrungspartikeln in das Cytostom und der Fortbewegung. Vorkommen z.B. bei Stentor coeruleus und Euplotes aediculatus.