Cykle rozwojowe grzybów, Notatki z Biologia

Pobierz Cykle rozwojowe grzybów i więcej Notatki w PDF z Biologia tylko na Docsity! Cykle rozwojowe grzybów Wprowadzenie Przeczytaj Symulacja interaktywna Sprawdź się Dla nauczyciela Grzyby takie jak sprzężniaki (Zygomycetes), workowce (Ascomycetes) czy podstawczaki (Basidiomycetes) mogą rozmnażać się bezpłciowo z udziałem zarodników lub płciowo – np. przez zespolenie różnoimiennych strzępek grzybni u podstawczaków. Rozmnażanie płciowe zapoczątkowuje wydzielanie przez strzępki feromonów. Są to substancje sygnałowe, które pozwalają grzybom na skojarzenie strzępek o odmiennym typie płciowym, co gwarantuje ich zmienność genetyczną. Twoje cele Zdefiniujesz pojęcie cykl rozwojowy grzybów. Na podstawie schematów, scharakteryzujesz kolejne etapy cykli rozwojowych grzybów. Potocznie grzybami nazywamy bazydiokarpy – kapeluszowe owocniki podstawczaków (Basidiomycetes), grzybów właściwych. Owocniki są wytworami dikariotycznej grzybni właściwej. Wytwarzają one haploidalne (n) zarodniki w hymenoforach, czyli strukturach utworzonych na dolnej stronie kapelusza. Źródło: Amy Humphries, Unsplash, domena publiczna. Cykle rozwojowe grzybów niepołączone haploidalne jądra pochodzące od rodzicielskich różnopłciowych strzępek. Na terenie dojrzałej zygospory dochodzi wkrótce do kariogamii, czyli połączenia się haploidalnych jąder (n). W efekcie powstają diploidalne jądra (2n), które następnie dzielą się podczas mejozy. Po podziałach mejotycznych zygospora kiełkuje. Wyrasta z niej wielojądrowa haploidalna strzępka (n). Na jej szczycie rozwija się kulista zarodnia, czyli sporangium. Powstają w niej zróżnicowane genetycznie, haploidalne (n) zarodniki sporangialne, które zasiedlają nowe podłoża. Kiełkujące z nich nowe grzybnie mogą rozmnażać się płciowo (po wykształceniu gametangiów) lub bezpłciowo (przez identyczne genetycznie – powstające na drodze mitozy – haploidalne zarodniki). Ważne! W cyklu rozwojowym sprzężniaków faza haploidalna dominuje nad fazą diploidalną i dikariofazą. Cykl rozwojowy workowców (Ascomycetes) Workowce rozmnażają się bezpłciowo z udziałem zarodników konidialnych (konidiów) oraz płciowo na drodze gametangiogamii, w wyniku której powstają zarodniki workowe. Przedstawiciel workowców – pędzlak (Penicillium); mikroskop kontrastowo-fazowy, powiększenie 1600 ×. Źródło: Doc. RNDr. Josef Reischig, CSc., Wikimedia Commons, licencja: CC BY-SA 3.0. Konidia (n) powstają na zewnątrz zarodni, na szczytach strzępek zwanych konidioforami. Konidia są roznoszone przez wiatr. Kiełkują w grzybnie, które ponownie rozmnażają się bezpłciowo, wykształcając nowe zarodniki konidialne (n), lub też wytwarzają grzybnie zróżnicowane płciowo. Grzybnie takie formują wielojądrowe gametangia: męskie plemnie (n) oraz żeńskie lęgnie (n). Za pośrednictwem włostka – cienkiego wyrostka wytworzonego przez lęgnię – dochodzi do gametangiogamii, polegającej na przelaniu zawartości plemni do lęgni. Tam też następuje plazmogamia. Zróżnicowane płciowo, ułożone parami, ale nie zespolone ze sobą, jądra sprzężone (n + n), zwane także dikarionami, przemieszczają się do strzępek wytworzonych na szczycie lęgni. W ten sposób na końcach dikariotycznych strzępek powstaje grzybnia dikariotyczna, która wytwarza wiele worków – komórek mających charakter zarodni. W workach dochodzi do zlania się jąder sprzężonych, czyli kariogamii. W jej wyniku w każdym worku występuje jedno diploidalne jądro (2n), które następnie przechodzi mejozę. Skutkiem podziału mejotycznego jest powstanie czterech haploidalnych jąder (n). Każde z nich dzieli się mitotycznie, czego z kolei efektem jest powstanie ośmiu zarodników workowych – askospor. Uwolnione zarodniki tworzą haploidalne grzybnie, które znów mogą rozmnażać się płciowo (w procesie gametangiogamii) lub bezpłciowo (za pomocą konidiów). Ważne! W cyklu rozwojowym workowców, podobnie jak w cyklu rozwojowym sprzężniaków, faza haploidalna dominuje nad fazą diploidalną i dikariofazą. Ciekawostka Wiele workowców prowadzi pasożytniczy tryb życia. Przykładem jest buławinka czerwona (Claviceps purpurea), która wytwarza grzybnię przetrwalną zwaną sporyszem. Wiosną ze sporyszu wyrastają główki z owocnikami zawierającymi worki z askosporami. Przenoszone przez wiatr askospory kiełkują na kwiatach zbóż. Powstaje z nich grzybnia haploidalna, która wytwarza zarodniki konidialne i wydziela słodki płyn wabiący owady. Następnie przenoszą one wytworzone konidia, infekując kolejne uprawy zbóż. Sporysz w kłosie zbóż. Źródło: Dominique Jacquin, Wikimedia Commons, licencja: CC BY-SA 3.0. Sporysz zawiera wiele trujących alkaloidów. Zatrucie sporyszem określa się jako ergotyzm lub ogień świętego Antoniego i powoduje silny, palący ból, gorączkę, manię, drgawki, halucynacje, przykurcze mięśni i niedokrwienia prowadzące do martwicy tkanek i niewydolności nerek. Cykl rozwojowy podstawczaków (Basidiomycetes) U podstawczaków występuje rozmnażanie bezpłciowe z udziałem zarodników konidialnych oraz płciowe. Podstawczaki nie wytwarzają jednak gametangiów. Rozmnażanie płciowe zachodzi na drodze somatogamii, w wyniku której powstają zarodniki podstawkowe (bazydiospory). kariogamia połączenie dwóch haploidalnych jąder komórkowych w jedno diploidalne jądro konidia, konidiospory, zarodniki konidialne zarodniki grzybów powstające przez odcięcie komórki na końcu strzępki; najczęściej są roznoszone przez wiatr lęgnia żeńskie gametangium; organ rozmnażania płciowego glonów i grzybów; wytwarza komórki jajowe plazmogamia zlewanie się cytoplazmy dwu lub więcej komórek bez łączenia się jąder komórkowych (kariogamii); także: łączenie się cytoplazmy gamet przy zapłodnieniu plemnia męskie gametangium, wewnątrz którego wytwarzane są plemniki; u grzybów plemnie są utworami jednokomórkowymi, często wielojądrowymi (komórczak), których ścianę stanowi ściana komórkowa somatogamia proces zlewania się różnoimiennych (tzn. niewykazujących różnic morfologicznych, lecz zróżnicowanych fizjologicznie) strzępek u podstawczaków strzępki jednostki strukturalne plechy grzybów; strzępki są silnie rozgałęzione, rosną szczytowo i tworzą luźne sploty budujące grzybnię; mogą być wielojądrowe (np. u grzybów niższych) albo jedno- lub dwujądrowe (u workowców i podstawczaków); rozrastają się w głębi oraz na powierzchni podłoża zarodniki podstawkowe (bazydiospory) komórki haploidalne (n) służące do bezpłciowego rozmnażania się grzybów, powstające na zewnątrz podstawek u grzybów z klasy podstawczaków zarodniki sporangialne (sporangiospory) zarodniki grzybów, które tworzą się w kulistych zarodniach (sporangiach) na końcu haploidalnych strzępek po podziałach mitotycznych; po pęknięciu zarodni są rozsiewane przez wiatr zarodniki workowe (askospory) powstają w zarodniach (workach) u workowców zygospora (zygosporangium) Zygospora u Rhizopus sp., mikroskop świetlny, powiększenie 100 ×. Źródło: Marc Perkins, flickr.com, licencja: CC BY-NC 2.0. występujący u sprzężniaków, twardy wielojądrowy twór, w którym odbywa się kariogamia i mejoza Symulacja interaktywna Cykl rozwojowy sprzężniaków (Zygomycetes) Symulacja 1 Przesuwając suwak, obserwuj poszczególne fazy cyklu rozwojowego sprzężniaków (Zygomycetes). Zasób interaktywny dostępny pod adresem hps://zpe.gov.pl/a/Df6V7xUqn Źródło: Englishsquare.pl sp. z o.o., licencja: CC BY-SA 3.0. Cykl rozwojowy workowców (Ascomycetes) Polecenie 3 Stwórz tabelę zestawiającą informacje na temat bezpłciowego i płciowego rozmnażania sprzężniaków (Zygomycetes), workowców (Ascomycetes) i podstawczaków (Basidiomycetes). Polecenie 4 Polecenie 5 Omów podobieństwa i różnice zachodzące w cyklach rozwojowych sprzężniaków (Zygomycetes), workowców (Ascomycetes) i podstawczaków (Basidiomycetes). Wyjaśnij, na czym polega różnica między mitosporami i mejosporami. Wskaż oba rodzaje zarodników w każdym z cyklów przedstawionych na symulacjach interaktywnych. Sprawdź się Pokaż ćwiczenia: 輸醙難 Ćwiczenie 1 Rozmnażanie płciowe sprzężniaków (Zygomycetes), workowców (Ascomycota) i podstawczaków (Basidiomycota) ma pewne cechy wspólne. W wyniku gametangiogamii pierwszych dwóch taksonów i somatogamii podstawczaków powstają komórki zawierające podwójny zestaw chromosomów (w jednym lub dwóch jądrach). Na podstawie powyższego tekstu i własnej wiedzy wskaż tę grupę grzybów, u których po wymienionych procesach płciowych najszybciej dochodzi do mejozy. Jeśli różnice między grupami nie występują, zaznacz "brak różnic". podstawczaki brak różnic workowce sprzężniaki     輸 Ćwiczenie 2 Workowce (Ascomycota) w trakcie swojego cyklu rozwojowego mogą wytwarzać dwa rodzaje zarodników: workowe (askospory) oraz zarodniki konidialne (konidiospory). Te drugie powstają zawsze w wyniku podziału mitotycznego i służą zazwyczaj do szybkiej kolonizacji kolejnych siedlisk. W przypadku wielu gatunków smardzów (Morchella) zarodniki konidialne, w pewnych warunkach łączą się z niektórymi haploidalnymi komórkami grzybni (w sposób podobny do gametangiogami). Na podstawie powyższego tekstu i własnej wiedzy, uzupełnij poniższą tabelę dotyczącą zarodników smardza i ich funkcji. Cecha Askospory Konidiospory Mitospory Mejospory Powstają w zarodniach Biorą udział w rozmnażaniu bezpłciowym Haploidalne Na podstawie: Xi-Hui Du i wsp., Mixed-reproducve strategies, compeve mang-type distribuon and life cycle of fourteen black morel species, Scienfic Reports, 2017 Ćwiczenie 3 Uzupełnij prawidłowymi określeniami poniższy tekst dotyczący rozmnażania podstawczaków (Basidiomycota). Rozmnażanie płciowebezpłciowe u podstawczaków zachodzi na drodze gametangiogamiisomatogamii, w wyniku której powstają haploidalnediploidalne zarodniki zwane bazydiosporamiaskosporami. Ćwiczenie 4 Źródło: Englishsquare.pl sp. z o.o., licencja: CC BY-SA 3.0.           輸 輸 醙 Prawda Fałsz Zarodniki konidialne buławinki roznoszone są przez owady, więc służą do kolonizacji gatunków gospodarzy zapylanych przez te zwierzęta. Wytwarzanie przez sporysz buławinki ergometryny jest przykładem protokooperacji (nieobowiązkowej symbiozy) tego gatunku z ludźmi. Temperatura optymalna do produkcji zarodników konidialnych buławinki jest wyższa niż do produkcji jej zarodników workowych. Widoczny na powyższym zdjęciu przetrwalnik składa się z komórek haploidalnych. Ćwiczenie 7 Na podstawie tekstu do zadania 6 i własnej wiedzy wyjaśnij, jakie znaczenie dla prawidłowego przebiegu cyklu rozwojowego buławinki czerwonej (Claviceps purpurea) ma fakt wydzielania przez sporysz toksycznej, psychoaktywnej substancji o nazwie ergometryna. Ćwiczenie 8 W cyklu rozwojowym workowców ma miejsce zjawisko infekcji wtórnej, czyli ponownego zakażenia organizmu danym pasożytem. Na podstawie powyższego tekstu, tekstu do zadania 6 i własnej wiedzy napisz, które zarodniki buławinki czerwonej (workowe czy konidialne) służą do infekcji wtórnej. Swoją odpowiedź uzasadnij.         難 難 Dla nauczyciela Autor: Anna Juwan Przedmiot: biologia Temat: Cykle rozwojowe grzybów Grupa docelowa: uczniowie III etapu edukacyjnego – kształcenie w zakresie rozszerzonym Podstawa programowa: Zakres rozszerzony Treści nauczania – wymagania szczegółowe VII. Grzyby. Uczeń: 3) porównuje na podstawie analizy schematów cykle życiowe grzybów (sprzężniaków, workowców i podstawczaków) i rozróżnia poszczególne fazy jądrowe (haplofaza, dikariofaza, diplofaza); Kształtowane kompetencje kluczowe: kompetencje cyfrowe; kompetencje osobiste, społeczne i w zakresie umiejętności uczenia się; kompetencje matematyczne oraz kompetencje w zakresie nauk przyrodniczych, technologii i inżynierii. Cele operacyjne ( językiem ucznia): Zdefiniujesz pojęcie cykl rozwojowy grzybów. Na podstawie schematów, scharakteryzujesz kolejne etapy cykli rozwojowych grzybów. Strategie nauczania: konstruktywizm; konektywizm. Metody i techniki nauczania: z użyciem komputera; ćwiczenia interaktywne; symulacja; prezentacja. Formy pracy: praca indywidualna; praca w parach; praca w grupach; praca całego zespołu klasowego. Środki dydaktyczne: komputery z głośnikami, słuchawkami i dostępem do internetu; zasoby multimedialne zawarte w e‐materiale; tablica interaktywna/tablica, pisak/kreda. Przed lekcją: 1. Uczniowie zapoznają się z treściami w sekcji „Przeczytaj”. 2. Nauczyciel dzieli uczniów na trzy grupy, których zadaniem będzie przygotowanie prezentacji (na podstawie e‐materiału oraz dodatkowych źródeł) na następujące tematy: – grupa I – cykl rozwojowy sprzężniaków; – grupa II – cykl rozwojowy workowców; – grupa III – cykl rozwojowy podstawczaków. Przebieg lekcji Faza wstępna: 1. Nauczyciel wyświetla temat i cele lekcji oraz przybliża jej przebieg. Faza realizacyjna: 1. Prezentacje uczniów. Część właściwa lekcji zaczyna się od prezentacji i omówienia przez grupy materiałów przygotowanych w domu. Nauczyciel z całą klasą wybiera najlepszą prezentację, tzn. taką, która w skondensowany i poprawny sposób przedstawia informacje na temat wszystkich zagadnień. 2. Mapa pojęć. Uczniowie, pracując w parach, tworzą mapy pojęć związane z tematem lekcji i na podstawie treści z sekcji „Przeczytaj”. 3. Praca z multimedium („Symulacja interaktywna”). Nauczyciel wyświetla na tablicy interaktywnej lub za pomocą rzutnika symulację interaktywną. Uczniowie w zespołach dwuosobowych zapoznają się z treścią materiału, a następnie wspólnie rozwiązują polecenia 1 i 2 (dotyczące haplofazy, dikariofazy i diplofazy w cyklach rozwojowych sprzężniaków, workowców i podstawczaków). 4. Utrwalenie wiedzy i umiejętności. Nauczyciel przechodzi do sekcji „Sprawdź się”. Uczniowie wykonują indywidualnie ćwiczenia interaktywne 6 i 7 (dotyczące tekstu źródłowego na temat sporyszu), a następnie porównują swoje odpowiedzi z kolegą lub koleżanką. Faza podsumowująca: