Sonstiges Flashcards
Was besagt die Cholodny-Went-Hypothese?
- Phototropismus verursacht durch eine Querverschiebung der Auxin-Konzentration.
- Dabei bewirkt Licht die Ausrichtung der PIN Transporter an der dem Licht
abgewandten Seite. - Im Koleoptil und Hypokotyl wächst die Organseite mit erhöhter Auxin-Konzentration
schneller als die Auxinmangel Seite. (Durch Ansäuerung der Zellwand). - Koleoptilen reagieren negativ Gravitrop (also von der Erde weg → Krümmung nach
oben) : Die Wachstumsbeschleunigung der Zellen auf der untenliegenden Seite
verursacht die oben gerichtete Krümmung. - Wurzelhaube: genau andersrum: Zellen auf der unten liegenden Seite wachsen
langsamer ⇒ positiv gravitrop
Bei der Anpassungsreaktion von Dunaliella auf eine Erhöhung der Salzkonzentration
korreliert eine hohe Salzkonzentration mit:
a. Einem Abbau von Glycerol
b. Einem erhöhten Turgordruck
c. Plasmolyse
d. Synthese von Glycerol, um das osmotische Potenzial zu reduzieren.
d. Synthese von Glycerol, um das osmotische Potenzial zu reduzieren.
Wasseraufnahme durch die Wurzeln:
a. Ist ein aktiver Prozess
b. Wird bestimmt durch den Unterschied im Wasserpotenzial Boden zu Wurzel
c. Erfolgt immer rein symplastisch
d. Wird gehemmt durch erhöhte Transpiration in den Blättern
b. Wird bestimmt durch den Unterschied im Wasserpotenzial Boden zu Wurzel
Warum können Bäume nicht höher als 130 Meter werden?
Weil dann die Wassersäule abreißt, da die Schwerkraft stärker wirkt als die Auftriebs-
(Kapillar-) Kraft, die durch Adhäsions- und Kohäsionskräfte entsteht.
Wie wurde Ethylen entdeckt und wie sieht der typische Ethylen Phänotyp aus?
Durch Gas, das aus Gaslampen im Labor entwichen ist
- Triple-Response: geschwollener Keimling, Diagravitropismus, reduziertes Sprosswachstum
Was ist das Klimakterium und was hat es mit der Fruchtreifung zu tun?
Reifung bedeutet in der Frucht: Änderung in der Zellwandstruktur, Bildung von Aromen und
Pigmente, Umwandlung von Stärke in Zucker
- Viele dieser Veränderungen werden durch Ethylen induziert.
- Klimakterium: wenn als Reaktion auf Ethylen verstärkt Zellatmung betrieben wird.
Was geschieht bei der Ethylensynthese?
Vorstufen: z.B. ACC als Intermediat
- Der letzte Schritt der Ethylensynthese (Oxidation von ACC durch AC-Oxidase) ist abhängig
von O2.
- Unter O2-Ausschluss werden nur Vorstufen gebildet. Diese reichern sich in den Zellen an.
Was ist das Stress-Ethylen und was passiert bei der Pflanze?
Blattabwurf (Abscission) • Seneszenz • Pathogenabwehr (kommt später)
Was ist eine hypersensitive Reaktion und was genau passiert dabei?
Hypersensitive Reaktion ist eine Form der Immunantwort bei Pflanzen bei Pathogenbefall im
Zuge einer Effektor-getriggerten Immunität. Die Immunantwort äußert sich dann
beispielsweise in Zellwandmodifikationen, Synthese toxischer Verbindungen, Apoptose.
Wie funktioniert die Systemische Erworbene Resistenz als internes „Warnsystem“ der
Pflanze? Was ist die Rolle der Salicylsäure?
Die lokale Immunantwort nach Infektion mit einem Pathogen äußert sich beispielsweise im
Zelltod. Vor dem Zelltod geben die Zellen Salicylsäure ab. Diese wird in Form von
Methylsalicylsäure in andere Pflanzenteile transportiert, und dort wieder in Salicylsäure
umgewandelt. Dort setzt sie Signaltransduktionsprozesse in Gang, die Abwehrkraft der Zellen
erhöhen. Z.B. durch Veränderung der Zellwandflexibilität, Synthese von antimikrobiellen
Stoffen etc.
Salicylsäure wirkt dabei als Phytohormon.
Wodurch zeichnet sich der konstitutive Schutz von Pflanzen vor Pathogenen aus?
Konstitutiver Schutz: ist immer vorhanden, unabhängig vom Pathogenbefall.
Physischer Schutz durch Epidermis und Periderm (z.B. Dornen, Stacheln etc.)
Chemischer Schutz durch Antimikrobielle Hemmstoffe (Beispiel Saponin) oder Synthese von
Giftstoffen (cyanogene Glucoside: Alkohol + Zucker + Nitrilgruppe ⇒ bei der Spaltung
entsteht Blausäure).
Welche induzierbaren Verteidigungsmechanismen haben Pflanzen? Wie funktioniert
das Immunsystem der Pflanzen?
Induzierbarer Schutz:
PAMP-induzierte Immunität (Rezeptor, der Pathogenmuster erkennt → Immunantwort)
Effektor-Induzierte Immunität → Hypersensitive Reaktion (lokal) und Systemisch erworbene
Resistenz SAR. Signalmolekül: Salicylsäure bzw. Methylsalicylsäure.
Wie schützen sich Pflanzen vor Herbivoren? Was ist die Rolle der Jasmonsäure?
- Physischer Fraßschutz, z.B. durch Umbildung von Pflanzenorganen (Stacheln, Dornen,
Cuticula, Epidermis) - Chemischer Schutz:
- cyanogene Glycoside in der Vakuole → bei Beschädigung toxische Blausäure
- Systemin kann Verwundungsantwort auslösen → Aktivierung von Genen, die
Protease-Inhibitoren kodieren → diese beeinträchtigen die Verdauung der Herbivoren
- Jasmonsäure: Phytohormon und Signalmolekül für die Verwundungsantwort (wird in
entfernte Pflanzenteile transportiert). Auch durch elektrische Signale, die entlang der
Leitgewebe weitergeleitet werden, werden in entfernten Regionen der Pflanze
Glutamat-Rezeptor-ähnliche Ionenkanäle aktiviert → Bildung von Jasmonsäure.
Was bedeuten die Begriffe ATP, energetische Kopplung und Enzyme?
ATP: Adenosintriphosphat
Energetische Kopplung: Energieverbrauchende Reaktion wird an die ATP-Hydrolyse
gekoppelt, bei der Energie frei wird. Meist findet eine Phosphorylierung der Substrate statt.
NADPH und ATP werden in der Lichtreaktion synthetisiert, um im Calvin-Zyklus zur Synthese
von Zucker beizutragen
Enzyme: Meist Proteine, die eine chemische Reaktion beschleunigen.
Was ist der Calvin-Zyklus und was sind die drei Teilschritte?
Ein Teilschritt der Photosynthese. Die Dunkelreaktion.
1. CO2 Fixierung, Vermittelt durch das Enzym Rubisco, kovalente Kopplung eines
anorganischen C (aus CO2) an ein Kohlenstoff-’Skelett’
2. Reduktion: Phosphorylierung des Intermediats (ATP!), und Reduktion durch
Elektronenträger NADPH: 3-Phosphoglycerat wird phosphoryliert, und zu
Glycerinaldehyd-3-Phosphat (Triose-Phosphat) reduziert
3. Regeneration des CO2 Akzeptors:
Gesamtgleichung:
18 ATP + 12 NADPH + 6 CO2 + 6 H20 → 6 O2 + C6H1206 + 18 ATP +12 NADPH
Wie können die Lichtreaktionen und der Calvinzyklus umweltabhängig aufeinander
abgestimmt werden?
Durch die Beeinflussung der Enzymaktivität im Calvinzyklus:
Langsam - Steigerung der Enzymquantität: Mehr oder weniger Rubisco wird exprimiert
Schnell - Steigerung der Enzymaktivität: Enzyme sind vorhanden, aber mehr oder weniger
aktiv. z.B Posttranslationale Modifikationen von Aminosäuren (Reduktion von Disulfidbrücken,
Carbamylation). Rubisco wird durch Carbamylation aktiver: Enzym wird durch Anwesenheit
von CO2 aktiv
→ CO2 ist Substrat und Aktivator von Rubisco!
Steuerung über Signalmoleküle: bei viel Licht → viele Elektronen → statt auf NADHP gehen
sie auf ein Signalmolekül über, das Rubisco aktiviert
Was ist Photorespiration?
Z.B.bei geschlossenen Stomata oder höhere Temperatur → geringere CO2 Konzentration.
Rubisco kann sowohl O2 als auch CO2 fixieren, es entsteht ein C2 satt eines C3 Körpers. Bei
geringen CO2 Konzentrationen fixiert Rubisco verstärkt O2. Der Zweck besteht in erster Linie
in der Rückgewinnung von ADP aus ATP und NADP+ aus NADPH.
Woher kommt der Name C3-Photosynthese?
Im Calvin-Zyklus ist 2,3-Phophoglycerat als C3-Körper ist erstes stabiles Zwischenprodukt →
“C3 Photosynthese”
Wie kann die Pflanze Licht wahrnehmen? Welches Licht kann wahrgenommen werden,
und wo passiert es? Wie funktionieren die Rezeptoren, welche Prozesse werden
reguliert?
In Pflanzen kommen unterschiedliche Photorezeptoren vor, folgende Klassen gibt es:
- Phytochrom: Rotlicht/Dunkelrotlicht - pfr, pr (z.B. Wachstum und Entwicklung, wie
Ergrünungsantwort, Keimung, Schattenvermeidung (–> AUX, GA), Schwachlicht und
Starklichtrezeptoren → Glühwürmchen)
- Cryptochrom: UVA und Blaulichtrezeptor, v.a. Circadiane Rhythmik, Hypokotylwachstum,
Blühzeitpunktregulation, Öffnung der Stomata (Angeregt durch Blaulicht pumpt ATPase
Protonen nach außen, Ionen gelangen nach innen,
Wasser fließt nacht, Stomata öffnet sich),
Fruchtwachstum, Entwicklung von Plastiden
- Phototropin: UVA und Blaulicht, Phototropismus,
Öffnung der Stomata, Akkumulation von
Chloroplasten, Blattentfaltung, Blattbewegung.
Reaktionsmechanismus: Flavin-Mononukleotid als
Co-Faktor, Blaulicht bewirkt Autophosphorylierung
einer Kinase und kovalente Bindung vom FMN mit
Cystein der LOV-Domäne.
- UVR8: UVB-Rezeptoren - Akklimatisierung an hohe Lichtintensitäten → DNA Reparatur,
Sonnenschutzpigmente, Antioxidantien,
Was sind Phytochrome und wie registrieren sie das Licht? Was sind ihre Funktionen?
Phytochrome sind eine Gruppe von Photorezeptoren für rotes/dunkelrotes Licht, die in
Pflanzen vorkommen. Es gibt unterschiedliche Phytochrome, die sich in ihrer Sensibilität
gegenüber Licht unterscheiden.
Sie können in zwei Konformationen vorliegen, der Pfr und der Pr Form. Durch Bestrahlung
mit Rotlicht wird die Pr-Form in die Pfr-Form überführt und andersrum.
Phytochrome regulieren insbesondere Wachstums- und Entwicklungsantworten in Pflanzen,
so spielen sie eine Rolle bei der De-Etiolierung, bei der Schattenvermeidung und Keimung.
Wie beeinflusst die Tageslänge die Blütenbildung, und was ist der zugrundeliegende
Mechanismus?
Die Tageslänge beeinflusst die Blütenbildung nicht, es ist die Nachtlänge. Bei
Kurztagspflanzen kommt es zur Blüte, wenn die Nacht eine bestimmte Länge erreicht hat, bei
Langtagpflanzen muss der Tag eine bestimmte Länge (länger als die Nacht) erreichen.
Mechanismus: Koinzidenzmodell. Für die Blühinduktion spielt der TF Constans eine wichtige
Rolle. Er wird auf Ebene der mRNA und als Protein reguliert. COmRNA akkumuliert zur Nacht
hin, jedoch ist das Protein nicht stabil und wird wieder abgebaut. Tagsüber wird CO Protein
durch die Aktivität von Photorezeptoren (insbesondere Phytochrom und Cryptochrom)
stabilisiert. Constans Protein wiederum aktiviert das Florigen FT, das von den Blättern übers
Phloem ins Meristem transportiert wird. Dort kommt es zur Interaktion mit FD, der für eine
Umprogrammierung des SAM sorgt.
Warum sind die jungen Pflanzenteile für Mangel empfindlicher?
Weil sie einen hohen Bedarf für die Biosynthese haben, viel Energie für Metabolismus, aber
auch viele Nährstoffe. Teilweise werden Nährstoffe aus älteren Pflanzenteile mobilisiert,
funktioniert aber nur bei mobilen Nährstoffen, bei immobilen nicht.
Erklären Sie den Aufbau von Chloroplasten! Welche Merkmale von Chloroplasten
weisen auf seinen Ursprung durch
Endosymbiose hin?
Doppelmembran
- Eigene, ringförmige Membran
- Plastiden
- Ribosome
=> ähnlich Mitochondrien
Wie können sich Pflanzen gegen Herbivore schützen (sowohl anatomisch als auch
“chemisch”)? Welche Rolle haben hierbei Protease-Inhibitoren?
- Anatomisch: Dornen, Stacheln, Haare, verhärtete Trichome, verholzte
Zellwände, Brennhaare (mit chemischen Substanzen wie Ameisensäure,
Histamin) - Chemisch durch Sekundärmetabolite: Alkaloide (Nicotin, Morphin),
Isoflavone, cyanogene Glycoside. - Induzierter Schutz:
Bei Verletzung wird Synthese von Jasmonsäure in den Chloroplasten induziert. JS
aktiviert TFs zu Synthese von Abwehrsubstanzen wie Alkaloide,
Proteinase-Inhibitoren (darunter Inhibitoren der Verdauungsenzyme Trypsin und
Chymotrypsin), verdauungsstörende Lektine und Inhibitoren der Stärke abbauenden
alpha-Amylase. Untersuchungen an Macaranga tanarius haben gezeigt, dass eine
durch Jasmonsäure induzierte Steigerung der Blattnektar-Produktion Fressfeinde und
Parasiten der Herbivoren anlockt und somit weiterem Blattfraß entgegenwirkt. Ggf.
auch Nachverdichtung von Brennhaaren der Brennnessel.
