Einzeller – das Pantoffeltierchen

Einzeller – das Pantoffeltierchen Übung

• Vervollständige den Text über Pantoffeltierchen.

  Tipps

  Ciliaten wie die Pantoffeltierchen tragen feinste Härchen an ihrem Körper.

  Stehende Gewässer sind geschlossene Systeme, in denen keine nennenswerte Strömung vorhanden ist.

  Lösung

  Die einzelligen Pantoffeltierchen erhielten ihre Namen aufgrund ihrer Form. Durch ein Mikroskop kannst du deutlich ihren pantoffelförmigen Körper beobachten, dessen Membran rundherum mit Wimpern bedeckt ist. Aufgrund dieser Wimpern (Zilien) werden Pantoffeltierchen den Wimperntierchen zugeordnet: den Ciliaten.
  Pantoffeltierchen leben vorwiegend in stehenden Süßgewässern wie Pfützen, Bächen oder auch in Regentonnen. In solch stehenden Gewässern sammeln sich abgestorbene Lebewesen an und werden durch sogenannte Zersetzer wie Bakterien in ihre organischen Bestandteile zersetzt. Von diesen Bakterien ernähren sich die Pantoffeltierchen.

  Gewässer mit vielen organischen Nährstoffen werden als eutrophe Gewässer bezeichnet. Je mehr Nährstoffe enthalten sind, desto mehr Bakterien entwickeln sich und somit auch mehr Pantoffeltierchen. Anhand des Vorkommens und der Menge an Pantoffeltierchen kann somit der Nährstoffgehalt eines Gewässers bestimmt werden: Pantoffeltierchen dienen daher als sogenannter Indikator für die Gewässergüte. Außerdem werden Pantoffeltierchen als Fischfutter genutzt.

• Benenne die Bestandteile des Pantoffeltierchens.

  Tipps

  Denke an die Unterschiede von tierischen und pflanzlichen Zellen.

  Pulsierende Vakuolen dehnen sich aus und ziehen sich wieder zusammen, um Wasser auszuscheiden. Sie haben somit keine feste Größe.

  Lösung

  Pantoffeltierchen sind von einer Zellmembran umgeben. Nur pflanzliche Zellen, Bakterien, Pilze und Algen besitzen eine Zellwand. Die Zellmembran der Pantoffeltierchen umhüllt das Zellplasma und ist rundherum mit Wimpern, den sogenannten Zilien, bedeckt. Außerdem besitzen Pantoffeltierchen einen Großkern und einen Kleinkern, pulsierende Vakuolen, Nahrungsvakuolen sowie ein Mundfeld mit dem Zellmund.

• Beschreibe die Aufgaben der Zellbestandteile eines Pantoffeltierchens.

  Tipps

  Pantoffeltierchen haben zwei verschiedene Arten von Zellkernen. Außerdem betreiben sie neben der ungeschlechtlichen Teilung auch einen geschlechtlichen Vorgang (Konjugation). Überlege, welche Aufgaben der Zellkern in tierischen und pflanzlichen Zellen übernimmt.

  Pantoffeltierchen haben auch zwei verschiedene Arten von Vakuolen. Überlege, welche Aufgaben der Magen und der Darm des Menschen übernimmt.

  Lösung

  Die Aufgaben der Zellbestandteile eines Pantoffeltierchen ähneln den Aufgaben, die vergleichbare Zellbestandteile in pflanzlichen und tierischen Zellen übernehmen.
  Die verschiedenen Zellkerne dienen der Organisation aller Stoffwechselprozesse und auch dem Austausch von Erbinformationen zwischen Individuen.
  Durch die Zilien bewegen sich die Einzeller fort. Doch helfen die Wimpern auch bei der Aufnahme von Nährstoffen, indem sie die Beute zum Mundfeld „fächern“.
  Größtenteils ernähren sich Pantoffeltierchen von Bakterien, welche über das Mundfeld in den Zellmund und von dort über einen Zellschlund in die Nahrungsvakuole transportiert werden. Dort findet die Verdauung und Speicherung statt.
  Die pulsierende Vakuole (auch: kontraktile Vakuole), dient der Ausscheidung der Stoffwechselprodukte, welche nach der Verdauung übrig bleiben. Außerdem befördern die kontraktilen Vakuolen überschüssiges Wasser aus den Zellen. Da der Salzgehalt in den Zellen größer ist als in dem umgebenden Süßwasser, würden die Pantoffeltierchen sonst platzen.

• Stelle die Stationen der Konjugation von Pantoffeltierchen dar.

  Tipps

  Was muss zuerst passieren, damit sich die Erbinformationen von zwei Lebewesen durchmischen können?

  Erinnere dich an die Stationen der Reifeteilung (= Reduktionsteilung, Meiose).

  Lösung

  Bei der Konjugation werden Erbinformationen von zwei Lebewesen ausgetauscht. Dafür müssen die beiden Lebewesen zunächst aufeinander treffen.

  • Pantoffeltierchen legen sich im Bereich des Mundfeldes aneinander. An dieser Stelle verschmelzen die Zellmembranen.
  • Der Großkern löst sich auf und
  • aus dem Kleinkern entstehen durch Meiose vier haploide Kerne. Nur einer dieser vier Kerne teilt sich erneut, diesmal durch Mitose in zwei haploide Kerne, von denen jeweils einer über eine Plasmabrücke zu dem anderen Pantoffeltierchen wandert.
  • Dort verschmilzt dieser männliche Wanderkern mit dem verbliebenen weiblichen stationären Kern zu einem diploiden Kern.
  • Durch mitotische Teilung dieses Kerns entsteht ein neuer Großkern und ein neuer Kleinkern.
  • Die Pantoffeltierchen trennen sich wieder voneinander und die Zellmembranen werden an der verschmolzenen Stelle erneuert.

• Prüfe, welche Aussagen über die Eigenschaften der Pantoffeltierchen zutreffen.

  Tipps

  Konjugation (lateinisch coniugare) bedeutet: paarweise zusammenbinden. Dabei werden Teile des Genoms von einer Spenderzelle (Donor) auf eine Empfängerzelle (Rezipient) übertragen.

  In welcher Art von Gewässer leben Pantoffeltierchen? Denke an die Art, wie man Pantoffeltierchen selber züchten kann.

  Lösung

  Pantoffeltierchen ...

  • enthalten keine Zellwand, sondern besitzen nur eine Zellmembran.
  • bewegen sich mithilfe ihrer Wimpern fort.
  • vermehren sich durch Zellteilung (ungeschlechtlich).
  • betreiben aber auch einen geschlechtlichen Vorgang namens Konjugation.
  • leben vorwiegend im Süßwasser.
  • enthalten Nahrungsvakuolen und kontraktile Vakuolen.

• Vergleiche die Zellbestandteile eines Pantoffeltierchen mit denen von Bakterien- und Pflanzenzellen.

  Tipps

  Pflanzen können sich im Gegensatz zu Bakterien und Pantoffeltierchen nicht frei fortbewegen. Daher benötigen sie Strukturen, durch welche die einzelnen Zellen untereinander Informationen und Stoffe austauschen können.

  Überlege, welche Lebewesen sich geschlechtlich vermehren können und was dafür notwendig ist.

  Pili ist die Mehrzahl von Pilus, welches auf lateinisch „einzelnes Haar“ oder auch „Faser“ bedeutet. Pili befinden sich in größerer Anzahl an der Zellwand bestimmter Zellen.

  Flagellen (auf lateinisch flagellum) sind im Gegensatz zu Pili lang und dünn, wirken durch ihre Wendelung ähnlich wie ein Propeller und befinden sich an einem Ende bestimmter Zellen.

  Plasmide sind ringförmige DNA Moleküle, die außerhalb von Chromosomen vorliegen.

  Lösung

  Die Zellen aller Lebewesen enthalten Zellplasma, eine Zellmembran und DNA.

  • Bei Prokaryoten wie den Bakterien schwimmt die DNA als Kernäquivalent frei im Plasma, während sich die DNA von Eukaryoten in einem Zellkern befindet. Pantoffeltierchen besitzen zwei Zellkerne: den Makronukleus und den Mikronukleus.
  • Pflanzen und Pantoffeltierchen sind Eukaryoten, also Zellen mit einem echten Kern.
  • Pflanzen können sich nicht fortbewegen. Ihre einzelnen Zellen kommunizieren durch Plasmodesmen untereinander.
  • Pantoffeltierchen bewegen sich durch Wimpern (Zilien) und Bakterien durch ein Flagellum fort. Bakterien können sich jedoch auch an eine Unterlage anhaften. Das funktioniert über kleine Fortsätze: die Pili.
  • Im Gegensatz zu eukaryotischen Tierzellen betreiben Pflanzen Fotosynthese und besitzen Chloroplasten. Auch manche Bakterien können Fotosynthese betreiben, verfügen aber nicht über Plastide wie die Chloroplasten.
  • Pflanzenzellen und die meisten Bakterien werden neben der Zellmembran von einer dicken Zellwand umschlossen. Eukaryotische Zellen besitzen keine Zellwand.
  • Pflanzen besitzen eine Zellsaftvakuole zur Speicherung wasserlöslicher Nährstoffe und um den osmotischen Druck von außen auszugleichen. Auch Pantoffeltierchen besitzen Vakuolen – die Nahrungsvakuole zur Verdauung und Speicherung und die kontraktile Vakuole für den Ausgleich des osmotischen Druckes.