FRAGEN zum Thema PTERIDOPHYTA

UE Anatomie und Diversität der Pflanzen Mai 2011
Teil Diversität
Allgemeine Fragen
1. Was bedeuten die Begriffe "Fortpflanzung" und "Vermehrung"?
Fortpflanzung ist prinzipiell die Erzeugung eines Tochterorganismus (Erhaltung der Art).
Meist ist hier aber die sexuelle Fortpflanzung gemeint. Vermehrung ist gleichbedeutend mit
einer Vervielfachung der Individuen. Diese kann asexuell (Klonierung) als auch sexuell
erfolgen.
2. Was versteht man unter dem Begriff "Sporen" und nach welchen Unterscheidungskriterien kann
man sie einteilen?
Verbreitungseinheiten die entweder durch Mitose oder Meiose enstehen
3. Was versteht man unter dem Begriff „Gameten“ und wo entstehen sie bei den einzelnen
Pflanzengruppen?
Sexuell differenzierte Keimzelle, entstehen durch Meiose; In der Regel haploid (Ausnahmen
bei polyploide Pflanzen). Enstehen prinzipiell in den Gametangien: Moose, Farne und
Bärlappgewächse (Antheridium und Archegonium), Nacktsamer (Antheridialzelle,
Archegonium), Bedecktsamer (generative Zelle im Pollenkorn, Eiapparat)
4. Unterschied: Spore - Gameten
Gameten entstehen durch Mitose (haploid) und dienen der sexuellen Fortpflanzung, Sporen
können durch Mitose als auch Meiose enstehen
Bryophyta – Pteridophyta
5. Welche Gruppen von Moosen gibt es? Nennen Sie für jede Gruppe zwei wichtige Merkmale.
Lebermoose (thallöse und foliose Formen, Ölkörper in den Zellen, Elateren)
Laubmoose (immer foliose Formen mit Cauloid, Phylloid und Rhizoid, Kapsel mit Columella
und Peristom)
6. Erklären Sie den Generationswechsel der Moose.
haploide Meiospore → Protonema → grüne Moospflanze (immer noch haploider
Gametophyt!) → Bildung von Archegonien und Antheridien → Bildung der Gameten →
Befruchtung & Bildung der Zygote (Diploid)→ Embryo und Bildung des Sporangiums →
Meiose → haploide Meiospore
7. Was ist ein Protonema – wie ist es innerhalb des Generationswechsels der Moose einzuordnen -
und woraus entsteht es?
Das Protonema ist der Vorkeim der der grünen Moospflanze und ist dem haploiden
Gametophytenstadium zuzuordnen. Es ensteht aus der haploiden Meiospore
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8. Welche Vorgänge spielen sich in einer Mooskapsel ab und mit welch allgemeinem Begriff
können Sie eine Mooskapsel bezeichnen?
Die Zellen in der Mooskapsel bzw. Sporenkapsel können als Sporangium bezeichnet werden,
da in ihr die Meisporen (Meiose) gebildet werden. Mooskapsel + Seta = Sporophyt
9. Aus welchen Teilen besteht eine Moospflanze? Welchen Generationen lassen sich diese
zuordnen?
Das eigentliche grüne (assimilierende) Moospflänzchen ist der Gametophyt (haploid) der sich
in Rhizoid, Caulloid und Phylloid gliedert, der Sporophyt (diploid) besteht aus Seta und
Sporenkapsel
10. Worin besteht der Unterschied zwischen Archegon und Oogon und mit welchem allgemeinen
Begriff kann man diese beiden Organe bezeichnen?
Beides sind weibliche Gametangien. Oogonien sind einzellig, Archegonien mehrzellig
11. Welche Vorrichtung für vegetative Vermehrung haben Sie bei Moosen kennen gelernt?
Spezielle Brutkörper, aber auch aus einzelnen Bruchteilen ("Ästchen") können wieder
vollständige Moospflänzchen heranwachsen
12. Nennen Sie die wichtigsten Unterschiede zwischen Laub- und Lebermoosen.
Lebermoose (thallöse und foliose Formen, Ölkörper in den Zellen, Elateren)
Laubmoose (immer foliose Formen mit Cauloid, Phylloid und Rhizoid, Kapsel mit Columella
und Peristom)
13. Wie und wo werden Moossporen gebildet? Warum werden diese hauptsächlich bei trockenem
Wetter freigesetzt? Welche Vorrichtungen bewirken das?
In der Sporenkapsel (Sporangium) führt die Sporenmutterzelle die Meiose durch und bildet
die haploiden Sporen. Sporen werden durch den Wind verbreitet, bei trockenem Wetter
können weitere Strecken zurückgelegt werden. Elateren und Peristom reagieren auf
trockenes Wetter
14. Durch welche Einrichtungen sind Moose im Gegensatz zu Algen an das Landleben angepasst?
Geschlechtszellen (Gameten) in sterilen Hüllen (Gametangien); Cuticula als
Verdunstungsschutz (am Sporophyt); Anhangsorgane zur Befestigung im Boden,
Nährsalzaufnahme und Photosynthese (etwa Rhizoid, Cauloid und Phylloid bei Laubmoosen);
einfache Leitbündel für den Wassertransport; Spaltöffnungen (am Sporophyt)
15. Vergleichen Sie den Generationswechsel der Farne mit dem der Moose.
Bei den Moosen ist die dominate Generation der haploide Gametophyt (das grüne
Moospflänzchen), bei den Farnen ist die dominante Generation der diploide Sporophyt
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16. Wie ist der Sporophyt der Farne gegliedert und welche Stellung nimmt er im
Generationswechsel ein?
Sporophyt ist erstmals ein echter Kormophyt d.h. gliedert sich in Wurzel, Spross und Blatt.
Der Sporophyt ist die dominante Generation
17. Der Lebenszyklus der Pteridophyta.
Prinzipiell muss zwischen isosporen und heterosporen Pteridophyta unterschieden werden
isospor: Prothallium (eigentlicher Gametophyt) → Bildung von Antheridien & Archegonien →
Spermatozoid & Eizelle → Zygote → Embryo → grüne Farnpflanze (eigentlicher Sporophyt) →
Sporophyll → Sporangium → Sporenmutterzelle (Meiose) → Spore → Prothallium
heterospor: rückgebildete Mega- und Mirkoprothallien (eigentlicher Gametophyt) → Bildung
von Antheridien (Mikroprothallium) & Archegonien (Megaprothallium) → Spermatozoid &
Eizelle → Zygote → Embryo → grüne Farnpflanze (eigentlicher Sporophyt) → Mikro- und
Megasporophyll → Mikro- und Megasporangium → Mikro- und Megasporenmutterzelle
(Meiose) → Mikro- und Megaspore → rückgebildete Mega- und Mirkoprothallien
18. Der Lebenszyklus von Selaginella – worin liegen die Unterschiede gegenüber den in der LV
besprochenen anderen Pteridophyta?
Moosfarne (Selaginellales) sind heterospor ; Mega- und Mikrosporangien auf einer Pflanze;
jeweils in der Blattachseln
heterospor: rückgebildete Mega- und Mirkoprothallien (eigentlicher Gametophyt) → Bildung
von Antheridien (Mikroprothallium) & Archegonien (Megaprothallium) → Spermatozoid &
Eizelle → Zygote → Embryo → grüne Farnpflanze (eigentlicher Sporophyt) → Mikro- und
Megasporophyll → Mikro- und Megasporangium → Mikro- und Megasporenmutterzelle
(Meiose) → Mikro- und Megaspore → rückgebildete Mega- und Mirkoprothallien
19. Welche Bedeutung hat die Heterosporie im Pflanzenreich und bei welchen Pflanzengruppen
kommt sie vor?
Basis für die Fremdbestäubung (Diözie). Gametophyten verbleiben in den Sporen. Weibliche
Megasporen mit Reservenstoffen ausgestattet. Anzahl der Megasporen wird zusehends
verringert (bis 1). Kleinere Mikrosporen werden in großer Zahl produziert (Bestäubung
(Wind!)) → höhere Evolutionsgeschwindkeit
20. Was ist ein Sorus und wie ist er aufgebaut?
Gruppe von Sporangien, oft an der Unterseite eines Farnwedels (bzw. Fiedern). Struktur
artspezifisch: Bei Dryopteris filix-mas nierenförmig und von einem Indusium umgeben. Im
inneren sitzen an der Plazenta die Sporangien.
21. Der Öffnungsmechanismus eines Farnsporangiums.
Charakteristische Annuluszellen sind mit Wasser gefüllt und nur innen sowie radial verdickt.
Bei Austrocknung kann nur die äußere Wand nachgeben und es entsteht ein tangentialer
Zug. Das Sprangium reißt am Stomium auf, die Sporen haften noch an der Zellwand. Wasser
wird aus den Annuluszellen verdrängt und der tangentiale Druck lässt nach. Die Wand mit
den Annuluszellen schnellt zurück und schleudert die Sporen davon.
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22. Vergleichen sie die Sporophylle von Equisetum sp., Selaginella sp. u. Dryopteris sp..
Equisetum sp.: Sporophyll tischchenförmig (nicht grün), Sporangien sitzen an der Unterseite
des "Tischchens"; Selaginella: Sporophyll assimilierendes Blatt (grün), Jeweils ein Sporangium
in den Blattachseln, differenziert in Mega- und Mikrosporangien; Dryopteris: Sporophyll
assimilierendes Blatt (grün), Sori (Gruppen von Sporangien) sitzen an der Unterseite,
nierenförmig, vom Indusium umhüllt.
23. Welche Funktionen können Blätter bei Farnen haben?
Assimilation und Fortpflanzung (Träger der Sporangien) = Sporotrophophyll
24. Wesentliche Unterschiede zwischen Moosen und Farnpflanzen?
Moose: grüne Pflanze ist der haploide Gametophyt, Sporophyt wird vom Gametophyten
ernährt, keine echten Leitbündel (wenig leistungsfähig)
Farne: grüne Pflanze ist der diploide Sporophyt, echte Kormophyten (Wurzel, Spross, Blatt), echte
ausgebildete, lignifizierte Leitbündel, Cutinisierung und Spaltöffnungen, Sporophyt ernährt sich selbst
25 .Welche wichtigen Entwicklungsschritte liegen zwischen Moosen und Farnpflanzen und
zwischen Farnpflanzen und Samenpflanzen?
Es erfolgt eine immer stärkere Anpassung an das Landleben: Reduktion des Gametophyten
zugunsten des Sporophyten; Ausgeprägte Heterosporie; Befruchtung schließlich unabhängig
vom Wasser; Bei den Samenpflanzen schließlich ein schützendes Integument (Später Testa
des Samen)
26. Sind die Blättchen von foliosen Moosen und die Blätter von Farnpflanzen homolog? Begründen
Sie Ihre Entscheidung.
Nein, die assimilierenden Pflanzen betreffen unterschiedliche Generationen. Moospflanze ist
der haploide Gametophyt, Farnpflanze der diploide Sporophyt
Gymnospermen - Angiospermen
27. Wie entwickeln sich die männlichen Gametophyten bei Gymnospermen und Angiospermen –
wo liegen die Unterschiede?
Bei beiden entwickelt sich aus dem einzelligen Pollenkorn durch Teilung das mehrzellige
Pollenkorn (=männlicher Gametophyt)
Unterschiede: Angiospermen Gametophyt auf 3 Zellen reduziert (Pollenschlauch, 2
Spermazellen); Gymnospermen-Gametophyt mit 6 Zellen (zwei Prothalliumzellen,
Pollenschlauchzelle, Stielzelle, 2 Spermazellen)
28. Wie entwickeln sich die weiblichen Gametophyten bei Gymnospermen und Angiospermen –
wo liegen die Unterschiede?
Bei beiden entwickelt sich aus der Megaspore durch Teilung ein mehrzelliges Gebilde
Unterschiede: Bei Angiospermen in der Regel nur mehr 8 Zellen (Eizelle, 2 Synergiden, 3
Antipoden, 2 Polkerne (Verschmelzen zum sek. Embryosack))
Bei Gymnospermen: Es können Gametophyten mit bis zu einigen tausend Zellen entstehen.
Es werden Archegonien in unterschiedlicher Anzahl gebildet.
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29. Welche Weiterentwicklungen zeigt der Sporophyt der Gymnospermae gegenüber dem der
Farne.
differenziertere Gewebe: Sekretions-, Assimilationsgewebe, differenziertere Gefäße,
chloroplastenfreie Epidermis, dickere Cuticula
Meristeme und nicht mehr Scheitelzellen
interkalares Wachstum (Farne: Spitzenwachstum)
Knospen sitzen immer oberhalb der Blätter= axilläre Verzweigung (Farne: phyllomkonjunkte
Verzweigung)
bipolarer Embryo, d.h. je ein Wurzel- und ein Sprosspol
durch bipolaren Embryo kommt es zu allorrhizer Bewurzelung (Farne: homorrhiz)
Verbreitungseinheit ist der Samen (Farne: Spore)
30. Wie ist eine Samenanlage gebaut (mit Skizze) und was entwickelt sich aus ihr.
Nach der Befruchtung entwickelt sich daraus der Same (Fruchtreife) mit Testa (aus
Integument), Embryo und Nährgewebe
31. Blatttypen und Blattfunktionen bei Gymnospermen und Angiospermen – welche Typen wurden
in der LV bearbeitet?
Keimblätter (Cotyledonen) : Stellen gespeicherte Nährstoffe zur Verfügung
Laubblätter : Assimilation
Blütenhüllblätter (Kelch- und Kronblätter): Fortpflanzung - Schauapparat - Anlocken von
Bestäubern
Staubblätter/Mikrosporophylle: Fortpflanzung - tragen die Mikrosporangien (Pollensäcke)
Fruchtblätter : Fortpflanzung - bilden Fruchtknoten - enthalten Samenanlangen
32. Wie bezeichnet man folgende Begriffe bei den Spermatophyta: Mikrospore, Megaspore,
Mikrosporangium, Megasporangium, Mikrosporophyll, Megasporophyll.
Mikrospore= einkerniges Pollenkorn
Megaspore= Embryosackzelle
Mikrosporangium= Pollensack
Megasprangium= Nucellus
Mikrosporophyll= Staubblatt
Megasporophyll= Megasporophyll (~Samenschuppe bzw. Kurztrieb) bei Gymnospermen;
Fruchtblatt bei Angiospermen
33. Was entsteht aus den Mikrosporen der besprochenen Pflanzengruppen?
Spermatophyta: das einzellige Pollenkorn (Mikrospore) entwickelt sich noch im Pollensack
zum mehrzelligen Pollenkorn (männlicher Gametophyt).
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Heterospore Pteridophyta: Es entwickelt sich ein reduziertes Mikroprothallium (männlicher
Gametophyt)
34. Bestäubung und Befruchtung bei Gymnospermen und Angiospermen im Vergleich.
Bestäubung: Gymnospermen werden durchwegs durch den Wind bestäubt. Das Pollenkorn
gelangt so auf den Pollinationstropfen der Mikropyle; Bei Angiospermen kann der Pollen via
Wind, Wasser oder Tiere auf die Narbe gelangen
Befruchtung: Bei Angiospermen und Coniferopsida transportiert der Pollenschlauch die
Spermazellen zu den Eizellen. Bei Cycadopsida und Ginko sind die Spermazellen beweglich
und schwimmen zu den Archegonien. Bei den Coniferopsida gelangt nur eine Spermazelle zur
Befruchtung, bei den Angiospermen befruchtet eine Spermazelle die Eizelle, die andere den
sekundären Embryosackkern (=triploides Endosperm)
35. Wie ist eine ursprüngliche Angiospermen-Blüte aufgebaut und welche haben sie in den UE
gesehen (mit Skizze)? Welche Blütenmerkmale kennzeichnen abgeleitete Blüten?
zahlreiche Staub- und Fruchtblättern stehen schraubig angeordnet an einer langgestreckten
Blütenachse (etwa bei der Gattung Magnolia). Bei abgeleiteten Blüten verkürzt sich die
Blütenachse (Kurzspross) wobei die einzelnen Blätter dann in Wirteln stehen.
36. Sind Angiospermae heterospore Pflanzen? Begründen Sie Ihre Antwort.
Ja, Mikro- und Makrosporen unterscheidlichen deutlich in Größe und Aufbau. Mikrosporen
(einkerniges Pollenkorn) Makrospore (einkerniger Embryosack)
37. Nennen Sie 4 wichtige Unterschiede zwischen Gymno- und Angiospermen.
Die Samenanlagen sind nun in einen Fruchtknoten eingeschlossen
Bei vielen Angiospermen werden zwei Integumente ausgebildet
Bei Angiospermen doppelte Befruchtung → Zygote und triploides (sekundäres) Endosperm.
Der männliche Gametophyt ist auf nur noch drei Zellen reduziert
38. Wie ist ein Rizinus-Keimling aufgebaut (mit Skizze). Welchen Keimungstyp repräsentiert er und
wie unterscheiden sich die in der LV besprochenen beiden Keimungstypen?
Epigäische (oberirdische) Keimung = Das Hypocotyl streckt sich und hebt die Cotyledonen mit
in die Höhe, die sich dann rasch entwickeln. Die Keimblätter assimilieren und versorgen die
Pflanze am Anfang. Sie leben aber nur kurz. Der Rizinuskeimling repräsentiert die epigäische
Keimung.
Hypogäische (unterirdische) Keimung= Das Hypocotyl bleibt sehr kurz, die Cotyledonen
bleiben lange im Samen und entwickeln sich dann am oder sehr nahe am Boden. Es sind
Speichercotyledonen, die die Pflanze beim ersten Wachstumsschub mit Nährstoffen versorgt
(z.B. Erbsen, Bohnen).
39. Erklären Sie den Unterschied zwischen Same und Frucht.
Samen = Verbreitungseinheit der Spermatophyta, bestehend aus Embryo und Nährgewebe,
umhüllt von einer Samenschale (Testa).
Frucht = ist die Blüte im Zustand der Samenreife. An der Bildung der Frucht können
unterschiedliche Teile Beteiligt sein (Fruchtblatt, Blütenhülle, Blütenboden,..) . Nur
Angiospermen bilden Früchte.
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40. Worin besteht der Unterschied zwischen primärem und sekundärem Endosperm und wo
kommt es vor, bzw. wie entsteht es?
Bei den Gymnospermae entwickelt sich das Endosperm aus dem weiblichen Gametophyten
(haploid, primäres Endosperm). Bei den meisten Angiospermen entsteht durch Befruchtung
der beiden (zuvor fusionierten) Polkerne im Embryosack das triploide sekundäre Endosperm.
Das sekundäre Endosperm entsteht nur bei einer erfolgreichen Befruchtung.
41. Wie kann die Blütenhülle bei Angiospermen gestaltet sein?
Perianth= doppelte Blütenhülle, welche in Kelch und Krone gegliedert ist
Perigon = die Blütenhüllblätter sind gleichgestaltig. Kron- und Kelchblätter können nicht
unterschieden werden
42. Was versteht man unter doppelter Befruchtung und warum ist sie ein Vorteil?
Bei den Angiospermen befruchtet eine Spermazelle die Eizelle (→Zygote), die zweite
befruchtet die beiden (zuvor fusionierten) Polkerne im Embryosack wodurch das triploide
sekundäre Endosperm entsteht. Das Endosperm entsteht, im Gegensatz zu den
Nacktsamern, nur bei einer erfolgreichen Befruchtung, was bezüglich der benötigen Energie
für den Aufbau günstiger ist.
43. Wie bezeichnet man den einkernigen Embryosack mit einem allgem. Begriff und was entsteht
aus ihm.
Megaspore. Aus ihr entwickelt sich mehrzelligen Embryosack (der weibliche Gametophyt)
44. Wie sind die Gametophyten der Moose, Farne, Gymno- und Angiospermae gebaut? Welcher
Trend lässt sich erkennen und warum ist dieser Trend aus evolutiver Sicht gesehen sinnvoll?
Im Laufe der Evolution wird der Gametophyt in Größe und Lebensdauer reduziert
Moose: Der Gametophyt ist die grüne, assimilierende Pflanze
Farne: Der Gametophyt ist das thallöse, kurzlebige Prothallium
Gymno- und Angiospermae: Der männliche Gametophyt ist das mehrzellige Pollenkorn
(verlässt das Pollenkorn nicht mehr); Der weibliche Gametophyt ist mehrkernige
Embryosack;
45. Welche Voraussetzungen mussten im Laufe der Entwicklungsgeschichte geschaffen werden,
damit Pflanzen das „Land“ erobern konnten. 1) Ihre Fortpflanzung betreffend. 2) Ihren
Vegetationskörper betreffend.
Schutz der Gameten (etwa sind Gametangien aus einer Schicht schützender,
steriler Zellen umgeben); Entwicklung hin zu einer wasserunabhängigen
Befruchtung
Anhangsorgane für Befestigung im Boden, zur Aufnahme von Wasser und
Nährsalzen und zur Photosynthese; Konrolle der Verdunstung (Cuticula, Stomata);
Gewebe für den Wasserstransport (Leitbündel, ..); Stabilisierung für
Größenwachstum (Fehlender Auftrieb!) → Lignifizierung
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46. Sie haben in den UE mehrere Pflanzengruppen kennen gelernt, bei denen eine Generation nicht
selbständig leben kann und von einer anderen ernährt wird. Nennen Sie 3 Beispiele (welche
Generation ist von welcher abhängig, mit Skizze der ernährten Generation).
Moose: Sporophyt (Kapsel mit Seta) wird vom Gametophyt ernährt;
Gymnpspermen: Sporophyt ernährt den Gametophyt
Angiospermen: Sporophyt ernährt den extrem reduzierten Gametophyt
Übergeord. Begriffe Moose Heterospore Farnpfl. Gymnospermen Angiospermen
weibl.Gametangium Archegonium Archegonium Archegonium Eiapparat
Gametophyt Moospflanze Mikroprothallium mehrzelliges Pollenkorn mehrzelliges Pollenkorn
Sporen-Mutterzelle Sporen-Mutterzelle Megasporenmutterzelle Embryosackmutterzelle Embryosackmutterzelle
Mikrosporophyll - Mikrosporophyll Staubblatt Mikrosporophyll
Megasporangium Megasporangium Megasporangium Nucellus Nucellus
männl. Gamet Spermium Spermium Spermium Spermium
Meiospore Spore Mikrospore / Megaspore Pollenkorn (einzellig) / Pollenkorn (einzellig) /
Megaspore
Embryosackzelle
Megasporophyll - Megasporophyll Megasporophyll Fruchtblatt
Gametophyt Moospflanze Megaprothallium Megaprothallium Embryosack
? ? ? ? Pollensack
Gametophyt Moospflanze Megaprothallium Mehrz. Pollenkorn Embryosack
? ? Mikroprothallium ? ?
männ.Gametangium Spermium Spermium Spermium
Staubblatt
Spermium
Mikro/Megasporophyll - Mikro/Megasporophyll Samenblatt Staubblatt
? männl. Moospflanze ? ? ?
weibl. Gamet Eizelle Eizelle Eizelle Eizelle
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