Cyanobakterien und Photosynthese Quiz
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Questions and Answers

Welche der folgenden Verbindungen sind Xanthophylle?

  • Echinenon (correct)
  • Zeaxanthin (correct)
  • Carotin
  • Chlorophyll

Was ist die primäre Funktion der ersten oxygenen Photosynthese durch Cyanobakterien?

  • Bildung von Sauerstoff (correct)
  • Produktion von Wasserstoff
  • Erzeugung von Energie aus Sonnenlicht
  • Nutzung von Methan als Elektronendonator

Wo wurden die ältesten fossilen Funde von Cyanobakterien entdeckt?

  • Nordamerika
  • Antarktis
  • Australien (correct)
  • Afrika

Was sind Stromatolithe?

<p>Schichtartige Ablagerungen in Gezeitenbereichen (A)</p> Signup and view all the answers

Welches der folgenden Elemente wird als Elektronendonator in der photosynthetischen Reaktion durch Cyanobakterien verwendet?

<p>Wasser (C)</p> Signup and view all the answers

Welche Struktur in Cyanobakterien ist für die N2-Fixierung verantwortlich?

<p>Heterocysten (A)</p> Signup and view all the answers

Was ist eine Eigenschaft der Nitrogenase?

<p>Sie benötigt viel ATP. (C)</p> Signup and view all the answers

Wie vermehren sich Cyanobakterien hauptsächlich?

<p>Durch Zellteilung (B)</p> Signup and view all the answers

Welche Farbe haben die Heterocysten in Cyanobakterien typischerweise?

<p>Gelblich (C)</p> Signup and view all the answers

Was sind die Hauptbestandteile bei der Fixierung von N2 durch die Nitrogenase?

<p>N2, NADH und ATP (A)</p> Signup and view all the answers

Welche Bewegung zeigen fädige Cyanobakterien durch Schleimsekretion?

<p>Kriechbewegungen (B)</p> Signup and view all the answers

Was beschreibt die Funktion von Kapseln in Cyanobakterien?

<p>Verhinderung von Wasserverlust (D)</p> Signup and view all the answers

Welches Enzymsystem ist in Heterocysten zur N2-Fixierung aktiv?

<p>Nitrogenase (C)</p> Signup and view all the answers

Was ist ein charakteristisches Merkmal von Oscillatoria?

<p>Trichome ohne Heterocysten (C)</p> Signup and view all the answers

Welche der folgenden Aussagen beschreibt Chroococcales korrekt?

<p>Sie sind in der Regel einzellig oder bilden einfache Coenobien. (B)</p> Signup and view all the answers

Welches von den folgenden Elementen ist in der Systematik der Cyanobacteriota enthalten?

<p>Chroococcales (B)</p> Signup and view all the answers

In welcher Umgebung können Cyanobacteriota vorkommen?

<p>Heisse Quellen bis 75 °C (C)</p> Signup and view all the answers

Was sind Akineten und wozu dienen sie?

<p>Sie dienen der Überdauerung ungünstiger Umweltbedingungen. (A)</p> Signup and view all the answers

Welches Merkmal ist für Stigonema charakteristisch?

<p>Echte Verzweigungen (A)</p> Signup and view all the answers

Wie sind die Zellen der Chroococcus angeordnet?

<p>In Gruppen von 2, 4 oder 8 zu einer Kolonie (A)</p> Signup and view all the answers

Was sind Cyanobakterien?

<p>Eine monophyletische Gruppe innerhalb der Bacteria (A)</p> Signup and view all the answers

Welche wichtige Evolution fand durch Cyanobakterien statt?

<p>Entwicklung von oxidativer Photosynthese (D)</p> Signup and view all the answers

Was ist der Hauptlebensraum für die meisten Cyanobakterien?

<p>Süßwasser, meist als Plankton (B)</p> Signup and view all the answers

Wer schlug das 3 Domänen Modell der Organismen vor?

<p>Carl Woese und Otto Kandler (A)</p> Signup and view all the answers

Was ist die SSU rRNA, die für die phylogenetische Rekonstruktion verwendet wird?

<p>Die kleine Untereinheit der ribosomalen RNA (C)</p> Signup and view all the answers

Welches Ereignis wird als großes Oxidations-Ereignis beschrieben?

<p>Eine Zunahme der Sauerstoffkonzentration in der Atmosphäre (A)</p> Signup and view all the answers

Was ist ein Ergebnis der abiotischen Synthese in der Ursuppe?

<p>Bildung von organischen Molekülen wie Aminosäuren (B)</p> Signup and view all the answers

Was sind Urgase, die zur frühen Chemie der Erde beitrugen?

<p>H2O, NH3, H2S, CH4, H2 (A)</p> Signup and view all the answers

Welche Organismengruppen entstanden nach der ersten Endosymbiose?

<p>Cyanobakterien und Landpflanzen (C)</p> Signup and view all the answers

Welches Element war nicht Teil der frühen primitiven Erdatmosphäre?

<p>Helium (C)</p> Signup and view all the answers

Was sind Mikrobenfossilien?

<p>Überreste von mikroskopisch kleinen Organismen (C)</p> Signup and view all the answers

Was ist eine spezifische Eigenschaft von Cyanobakterien im Vergleich zu eukaryotischen Algen?

<p>Sie haben einen ringförmigen DNA-Strang. (D)</p> Signup and view all the answers

Welches Pigment ist als Assimilationspigment in Cyanobakterien dominant?

<p>Chlorophyll a (B)</p> Signup and view all the answers

Was fehlt in der Zellstruktur von Cyanobakterien im Vergleich zu eukaryotischen Zellen?

<p>Plastiden (A)</p> Signup and view all the answers

Welche Struktur in Cyanobakterien ist entscheidend für die Photosynthese?

<p>Thylakoide (D)</p> Signup and view all the answers

Welche der folgenden Aussagen über die Kompartimentierung in Cyanobakterien ist korrekt?

<p>Cyanobakterien haben eine geringe Kompartimentierung. (D)</p> Signup and view all the answers

Welche Struktur enthält Enzyme zur CO2-Konzentration in Cyanobakterien?

<p>Carboxysomen (A)</p> Signup and view all the answers

Welche Rolle spielen Phycobiliproteide in Cyanobakterien?

<p>Sie sind an der Photosynthese beteiligt. (D)</p> Signup and view all the answers

Was ist eine Maßnahme, die nicht zur Unterscheidung von Cyanobakterien von anderen prokaryotischen Organismen beiträgt?

<p>Die Besitz eines Murein Zellwand. (A)</p> Signup and view all the answers

Welche Aussage trifft auf die Ribosomen der Cyanobakterien zu?

<p>Sie sind 70S ribosomen. (B)</p> Signup and view all the answers

Welches der folgenden Pigmente ist ein Beispiel für ein akzessorisches Pigment in Cyanobakterien?

<p>Phycoerythrin (C)</p> Signup and view all the answers

Welche der folgenden Bedingungen können Cyanobakterien überstehen?

<p>Hohe Temperaturen (A)</p> Signup and view all the answers

Welches der folgenden Merkmale beschreibt Nostoc?

<p>Es hat bräunliche Gallertlager mit perlschnurartigen Zellfäden. (D)</p> Signup and view all the answers

Welche Funktion haben Cyanobakterien in Symbiosen mit Pflanzen wie Hornmoosen?

<p>Sie tragen zur Stickstoffversorgung bei. (D)</p> Signup and view all the answers

Was sind Stromatolithen und wie entstehen sie?

<p>Sie bestehen aus Biofilmen, die durch Cyanobakterien gebildet werden. (C)</p> Signup and view all the answers

Wo können sich Cyanobakterien im Süßwasser-Plankton finden?

<p>In eutrophen Gewässern (B)</p> Signup and view all the answers

Was beschreibt die Symbiose zwischen Azolla und Anabaena?

<p>Sie produzieren zusammen organische Stoffe und versorgen sich gegenseitig. (C)</p> Signup and view all the answers

Wie helfen Cyanobakterien in symbiotischen Beziehungen mit Pilzen?

<p>Sie steigern die Nährstoffaufnahme der Pilze. (B)</p> Signup and view all the answers

Welche Art von Umgebung benötigt Nostoc zur Entwicklung?

<p>Feuchte Erde oder Gewässer (B)</p> Signup and view all the answers

Flashcards

Cyanobakterien

Blaugrüne Bakterien, auch Cyanobakterien genannt, sind eine Gruppe einzelliger Organismen, die zur Domäne der Bakterien gehören. Sie sind Photosynthese betreibende Prokaryoten, die in verschiedenen Lebensräumen vorkommen.

3 Domänen Modell

Das 3 Domänen Modell der Organismen, vorgeschlagen von Carl Woese und Otto Kandler im Jahr 1990, teilt alle Lebewesen in drei Domänen ein: Bacteria, Archaea und Eukarya. Dieses System basiert auf der Analyse der ribosomalen RNA.

Monophyletische Gruppe

Die Cyanobakterien bilden innerhalb der Gruppe der Bakterien eine monophyletische Linie, das heißt, sie stammen alle von einem gemeinsamen Vorfahren ab.

Phylogenetische Rekonstruktion

Die phylogenetische Rekonstruktion dient dazu, die Verwandtschaftsbeziehungen zwischen Organismen zu ermitteln. Sie basiert auf Sequenzanalysen der SSU rRNA (16S rRNA), die ein wichtiges genetisches Merkmal ist.

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Oxidation Photosynthese

Die Entwicklung der oxidativen Photosynthese durch Cyanobakterien war ein bedeutendes Ereignis in der Geschichte der Biosphäre. Sie führte zur Entstehung sauerstoffhaltiger Atmosphären und ermöglichte die Entwicklung komplexer Lebensformen.

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Großes Oxidations-Ereignis

Das Große Oxidations-Ereignis bezeichnet eine Periode in der Erdgeschichte, in der Sauerstoff die Erdatmosphäre anreicherte. Diese Veränderung war die Folge der Evolution der oxidativen Photosynthese durch Cyanobakterien, vor etwa 2,4 Milliarden Jahren.

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Endosymbiose

Endosymbiose ist ein Prozess, bei dem ein Organismus in den Körper eines anderen Organismus eindringt und eine Symbiose eingeht. Dieser Prozess war entscheidend für die Entstehung von Chloroplasten in Pflanzen, die ihre Vorläufer aus Cyanobakterien erhalten haben.

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Mikrobenfossilien

Mikrobenfossilien sind die Überreste von mikroskopisch kleinen Organismen, wie z.B. Cyanobakterien, die in Gesteinen gefunden werden. Sie liefern wichtige Hinweise auf die Evolutionsgeschichte des Lebens.

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Chlorophyta, Rhodophyta, Glaucophyta

Chlorophyta, Rhodophyta und Glaucophyta sind alle Gruppen von Algen, die durch eine Endosymbiose mit Cyanobakterien entstanden sind. Sie enthalten Chloroplasten, die die Photosynthese ermöglichen.

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Rolle in der Biosphäre

Die Cyanobakterien bilden innerhalb der Biosphäre ein wichtiges Glied in der Nahrungskette. Sie produzieren Sauerstoff durch Photosynthese und dienen als Nahrungsquelle für andere Organismen. Sie spielen eine entscheidende Rolle in vielen Ökosystemen.

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Was sind Cyanobakterien?

Cyanobakterien sind photoautotrophe Organismen, die mit gram-negativen Bakterien näher verwandt sind. Sie sind Prokaryoten und unterscheiden sich von eukaryotischen Algen durch das Fehlen von Zellkern, Mitochondrien, Plastiden, Dictyosomen, Lysosomen, endoplasmatischem Retikulum und Zellsaftvakuole mit Tonoplast.

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Wie ist der Zellbau von Cyanobakterien?

Cyanobakterien besitzen keine echten Zellkerne mit Kernmembran und haben keinen komplizierten Zellbau wie eukaryotische Zellen.

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Was ist Murein?

Murein ist ein Polysaccharid und ein Hauptbestandteil der Zellhülle von Bakterien. Es bildet eine feste und schützende Schicht.

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Was sind Thylakoide und Phycobilisomen?

Cyanobakterien besitzen stapelartige Thylakoide, die Phycobilisomen enthalten. Diese sind für die Absorption von Lichtenergie zuständig.

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Was sind Cyanophycinkörnchen?

Cyanophycinkörnchen sind Polymeren aus den Aminosäuren Arginin und Asparagin und dienen als Stickstoffreserve.

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Was sind Volutinkörner?

Volutinkörner sind Polyphosphate, die als Phosphatreserve dienen.

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Welche Ribosomen besitzen Cyanobakterien?

Cyanobakterien besitzen 70S Ribosomen, die für die Proteinbiosynthese verantwortlich sind.

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Was ist Cyanophyceenstärke?

Cyanophyceenstärke ist ein Photosyntheseprodukt von Cyanobakterien.

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Was sind Carboxysomen?

Carboxysomen enthalten Enzyme, die für die CO2-Konzentration in Cyanobakterien wichtig sind.

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Wie ist die DNA in Cyanobakterien organisiert?

Cyanobakterien haben keine echten Zellkerne, ihre DNA liegt frei im Nukleoplasma.

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Cyanobakterien und Oxygene Photosynthese

Cyanobakterien sind die ältesten Lebewesen, die sauerstoffbildende Photosynthese betreiben. Sie sind verantwortlich für die Entstehung der sauerstoffreichen Atmosphäre der Erde.

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Stromatolithen

Stromatolithen sind versteinerte Ablagerungen von Cyanobakterien, die vor Milliarden Jahren entstanden sind. Sie sind wichtige Fossilien, die Hinweise auf das frühe Leben auf der Erde geben.

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Chromatische Adaption

Cyanobakterien können sich an unterschiedliche Lichtverhältnisse anpassen, indem sie ihre Farbe verändern. Diese Fähigkeit wird als chromatische Adaption bezeichnet und ermöglicht es ihnen, in verschiedenen Umgebungen zu überleben.

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Rolle von Cyanobakterien in der Biosphäre

Cyanobakterien sind eine wichtige Nahrungsquelle für andere Organismen und spielen eine wichtige Rolle im Stoffkreislauf der Erde. Sie fixieren Kohlenstoffdioxid und produzieren Sauerstoff.

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Lebensräume von Cyanobakterien

Cyanobakterien leben oft in warmen, flachen Gewässern, wo sie in großen Mengen vorkommen und mattenartige Strukturen bilden können. Sie können auch symbiotische Beziehungen mit anderen Organismen eingehen.

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Was ist ein Coenobium?

Eine Kolonie von Cyanobakterien.

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Was ist ein Trichom?

Sie haben eine Zellkette, die sich manchmal verzweigt.

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Was sind morphologische Merkmale?

Sie sind die Basis der Systematik.

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Was sind Akineten?

Sie ermöglichen Cyanobakterien, ungünstige Bedingungen zu überleben.

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Wie können sich Cyanobakterien verzweigen?

Es gibt echte und unechte Verzweigungen.

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Was sind Heterocysten?

Sie dienen der Fixierung von Stickstoff aus der Luft.

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Welche Rolle spielen Cyanobakterien in der Biosphäre?

Sie sind ein wichtiger Teil der Nahrungkette und produzieren Sauerstoff.

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Was ist die besondere Fähigkeit von Cyanobakterien?

Sie können Stickstoff aus der Luft fixieren und in eine Form umwandeln, die von Pflanzen genutzt werden kann.

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Welche Rolle spielten Cyanobakterien in der Erdgeschichte?

Cyanobakterien haben einen großen Einfluss auf die Entwicklung von Sauerstoff in der frühen Erdatmosphäre.

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Was ist eine Heterocyste?

Die Heterocyste ist eine spezielle Zelle in Cyanobakterien, die Stickstofffixierung ermöglicht.

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Was ist Nitrogenase?

Die Nitrogenase ist ein Enzym, das für die Stickstofffixierung verantwortlich ist. Es ist sehr sauerstoffempfindlich.

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Wie vermehren sich Cyanobakterien?

Cyanobakterien können sich durch Zellteilung vermehren.

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Wie ist die Verwandtschaft von Cyanobakterien?

Cyanobakterien sind eine monophyletische Gruppe. Das bedeutet, dass sie alle von einem gemeinsamen Vorfahren abstammen.

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Was war die Bedeutung der Photosynthese der Cyanobakterien?

Die Entwicklung der oxidativen Photosynthese durch Cyanobakterien war ein Schlüsselereignis in der Evolution des Lebens.

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Wo leben Cyanobakterien?

Cyanobakterien können hohe Temperaturen und extreme Bedingungen vertragen, was sie zu wichtigen Organismen in verschiedenen Lebensräumen macht.

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Was sind Stromatolithen?

Cyanobakterien bilden manchmal Biofilme, die zu Stromatolithen heranwachsen. Diese Strukturen sind wichtige Fossilien für das Studium der frühen Erdgeschichte.

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Was ist die ökologische Bedeutung von Cyanobakterien?

Cyanobakterien spielen eine wichtige Rolle in Ökosystemen, da sie Sauerstoff produzieren und als Nahrungsquelle für andere Organismen dienen.

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Was sind Cyanobakterien-Symbiosen?

Cyanobakterien können in Symbiose mit anderen Organismen wie Moosen, Farnen und Pilzen leben. Diese Symbiosen ermöglichen den Austausch von Nährstoffen und Ressourcen.

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Was ist die Azolla-Anabaena-Symbiose?

Die Azolla-Anabaena-Symbiose ist ein Beispiel für eine symbiotische Beziehung zwischen einer Wasserfarnpflanze und einem Cyanobakterium. Anabaena lebt in den Höhlungen der Azolla-Pflanze und liefert ihr Stickstoff.

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Was ist Nostoc?

Nostoc ist ein Cyanobakterium, das häufig in Gallertlagern vorkommt und symbiotische Beziehungen mit Moosen und anderen Organismen eingeht.

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Was ist Stickstofffixierung?

Cyanobakterien sind wichtige Stickstofffixierer, da sie den Luftstickstoff in eine für andere Organismen nutzbare Form umwandeln können.

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Study Notes

Cyanobakterien (Blaugrüne Bakterien)

  • Cyanobakterien sind eine monophyletische Gruppe innerhalb der Bacteria.
  • Sie sind photoautotrophe Organismen, die zur Sauerstoffproduktion fähig sind.
  • Erste Fossilfunde aus Australien sind ca. 3,5 Milliarden Jahre alt.
  • Die frühen Cyanobakterien produzierten Sauerstoff, der zur Entstehung der heutigen Atmosphäre beitrug.
  • Sie kommen in verschiedenen Lebensräumen vor, wie in Süßwasser, Meeren, heißen Quellen, auf feuchter Erde, Baumrinden und Fels.
  • Es gibt etwa 2000 bekannte Arten.
  • Sie spielen eine wichtige Rolle in der Nahrungskette und in der Biosphäre.
  • Sie sind in Symbiose mit verschiedenen Organismen (Moosen, Flechten, Cycadeen).
  • Die Zellen sind prokayotisch und besitzen eine Zellwand aus Murein.
  • Cyanobakterien besitzen Thylakoide, in denen die Photosynthese stattfindet.
  • Sie enthalten Pigmente wie Chlorophyll a, Chlorophyll b, Phycocyanin und Phycoerythrin.
  • Sie enthalten auch accessorische Pigmente wie B-Carotin und weitere Xanthophylle.
  • Sie absorbieren das Licht im Bereich von 500-650nm und geben ein Grünes-bis-Hellrotes Licht ab.
  • Sie besitzen verschiedene Zellstrukturen wie Heterocysten und Akineten, die zur Überdauerung ungünstiger Umweltbedingungen dienen.
  • Heterocysten sind spezialisierte Zellen zur Stickstoffixierung.
  • Akineten dienen zur Überdauerung ungünstiger Umweltbedingungen wie z.B. UV-Strahlung und Austrocknung.
  • Stromatolithen sind Sedimentstrukturen, die durch die Ablagerung von Kalk durch Cyanobakterien gebildet werden.
  • Cyanobakterien können Toxine produzieren, die in eutrophierten Gewässern zu Wasserblüten führen und für Mensch und Tier gefährlich sein können.
  • Sie werden zur Nahrungsergänzung kultiviert (z.B. Spirulina).
  • Die Cyanobakterien reproduzieren sich ungeschlechtlich durch Zellteilung.

Aufbau Cyanobakterienzelle

  • Cytoplasmamembran und gramnegative Zellwand (Schutzschicht) aus Murein
  • Stapelartige Thylakoide mit Phycobilisomen (enthalten Phycobiliproteide)
  • Cyanophycinkörnchen aus Polymeren von Arginin und Asparagin (N-Reserve)
  • Volutinkörner (Polyphosphate – P-Reserve)
  • 70S Ribosomen
  • Carboxysomen (enthalten Enzyme RuBisCO und Carbonanhydrase - CO2 Konzentration)
  • Freie, ringförmige DNA (Kernäquivalent – Nucleoplasma)

Systematik

  • Morphologische Merkmale bilden die Grundlage der Systematik.
  • Cyanobakterien werden in verschiedene Ordnungen eingeteilt (z.B. Chroococcales, Oscillatoriales, Nostocales, Stigonematales).

Symbiose

  • Cyanobakterien leben in Symbiosen mit verschiedenen Organismen.
  • Nostoc-Symbiosen mit Moosen (Hornmoose, Lebermoose, Laubmoose)
  • Azolla-Anabaena-Symbiose
  • Cyanobakterien in Cycadeenwurzeln
  • Cyanobakterien in Flechten

Toxinbildung

  • Cyanobakterien können Toxine produzieren, vor allem in eutrophierten Gewässern.
  • Die Toxine können für Mensch und Tier gefährlich sein und zu Gesundheitsbeeinträchtigungen führen.
  • Die Toxine werden in Microcystine, Saxitoxine, Anatoxine, Nodularin unterteilt.

Vorkommen

  • Cyanobakterien sind weit verbreitet: Süßwasser, Salzwasser, heiße Quellen

Nutzung

  • Spirulina wird als Nahrungsergänzungsmittel genutzt aufgrund von hohem Protein und Vitamingehalt.

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Teste dein Wissen über Cyanobakterien und ihren Einfluss auf die Photosynthese. Beantworte Fragen zu Xanthophyllen, Stromatolithen und fossilen Funden. Dieser Quiz wird dir helfen, ein besseres Verständnis für diese bedeutenden Organismen zu entwickeln.

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