Fragen 11-24

Question 1

11. Welche Pigmente sind für die Photosynthese von Bedeutung? Welche Rolle spielen sie jeweils? (Auch an Grünlücke denken)

Answer 1

• Chlorophyll a (blaugrün), besteht aus 4 Pyrrolringen sie durch 4 Methingruppen zu einem großen Ring verbunden sind; daran hängen noch Propionsäure, Methyl, Äthyl, Vinyl
• Chlorophyll b (gelbgrün), unterscheidet sich von a nur durch eine Formylgruppe
• Karotinoide: Karotin (orangerot) und Xantophyll (gelb)
• Chlorophyll a und b:
  
  • absorbieren rote und blaue Anteile des Lichts
  • Sensibilisator der Photosynthese: absorbiert Strahlung und gibt sie zum Aufbau von Kohlenhydraten ab
  • B schränkt die Grünlücke etwas ein, da die Absorptionsmaxima dichter beisammen liegen als bei a
  • Chlorophyll a:b = 3:1, bei Schattenpflanzen mehr b
• Karotinoide:
  
  • Absorbieren blaue Anteile des Lichts
  • Sind Reizempfänger = akzessorische Pigmente
  • Reine Kohlenwasserstoffe , die an Anfang und Ende Ionenringe besitzen
• Die Lichtabsorption erfolgt vor allem im sichtbaren Bereich des Lichts
• Grünlücke: keines der Pigmente kann grüne Anteile absorbieren -> Reflektion -> Energie kann nicht genutzt werden

Question 2

12. Beschreiben sie die Symbiose zwischen Knöllchenbakterien und Leguminosen. Kennen sie noch andere Symbiosen im Pflanzenreich? (Mycorrhiza)

Answer 2

• In der Wurzel von Leguminosen leben in Gewebswucherungen (Knöllchen) aerobe Knöllchenbakterien
• Bakterien sind in der Lage, elementaren Stickstoff aus der Luft zu Stickstoffverbindungen zu verarbeiten, der dann für die Pflanze zugänglich ist
• Bekommen dafür Kohlenhydrate
• Bakterien können sich gut vermehren und wenn die Knöllchen irgendwann aufplatzen, werden viel mehr Bakterien entlassen wie zuvor aufgenommen wurden
• Mycorrhiza:
  
  • Pilze <=> höhere Pflanzen
  • Pilze sitzen an Wurzeln von höheren Pflanzen (z.B. Waldbäumen = ektotrophe Mycorrhiza)
  • Pilzen schließen Humus auf und liefern Pflanzen Stickstoff- und Phosphorverbindungen; dafür erhalten sie Kohlenhydrate
• Flechten:
  
  • Algen <=> Pilze
  • Photosynthese (Kohlenhydrate) ó Wasser (Nährstoffe)
• Nitritbakterien <=> Nitratbakterien

Question 3

18. Wie ist eine typische Pflanzenzellwand aufgebaut? Welche Substanzen sind hauptsächlich beteiligt?

Answer 3

• vier deutlich erkennbare Schichten: Mittellamelle, Primärwand, mehrschichtige Sekundärwand, innere Tertiärwand (Abschlusslamelle)
• Mittellamelle : (Interzellularsubstanz)
  
  • besteht aus aus Pektinen mit Ca++ und Mg++, die in die noch flüssige Zellplatte zwischen den Tochterkernen eingelagert sind
  • hat Gel-Charakter, ist von geringer Ausdehnung
• Primärwand (junge Zellen)
  
  • wird von den Tochterzellen von beiden Seiten her der Mittellamelle angelagert, noch bevor die Zellplatte ganz fertig ist und Anschluss an die Längswand gefunden hat
  • die Grundstruktur aus Pektinen und Hemizellulose enthält bereits Zellulose, die zwar zu Mikrofibrillen gebündelt ist, aber noch reglose verstreut ist (Streutextur)
  • sehr elastisch und dehnbar (teilw. bis auf das 1000fache) -> kann mitwachsen
• Sekundärwand (ältere Zellen)
  
  • tragendes Grundgerüst der Pflanzenzelle
  • bildet sich nach Abschluss der Zellvergrößerung durch irreversible Aufschichtung von Zellulose
  • Übergangslamelle: noch Streutextur, jedoch schon bestimmte Faserrichtungen
  • dann Außen- , Zentral- und Innenschichten: besitzen parallele Anordnung der unter sich verbänderten Mikrofibrillen (Paralleltextur)
  • Nicht mehr dehnbar, sehr reißfest
• Tertiärwand:
  
  • deckt die Zellwand nach innen ab
  • trägt eine warzige Oberfläche und ist reich an Pektinen und Hemizellulosen
  • chemisch resistent
• Tüpfel: Kanäle durch Wand, von Plasmodesmen durchzogen

Question 4

20. Wozu dienen der Pflanze Rüben, Zwiebeln, Knollen und Rhizome? (Begriffe erklären, Beispiele nennen)
21. Rübe

Answer 4

• Verdickte Primärwurzel
• Speicherfunktion
• Mohrrübe, Zuckerrübe
• Metamorphose der Wurzel

Question 5

20. Wozu dienen der Pflanze Rüben, Zwiebeln, Knollen und Rhizome? (Begriffe erklären, Beispiele nennen)
21. Zwiebel

Answer 5

• Metamorphose des Sprosses
• Gestauchter Spross mit fleischigen Niederblättern
• Speicherfunktion und Fortpflanzung
• Küchenzwiebel

Question 6

20. Wozu dienen der Pflanze Rüben, Zwiebeln, Knollen und Rhizome? (Begriffe erklären, Beispiele nennen)
21. Knolle

Answer 6

• Sproßknollen:
  
  • Fleischig angeschwollene unterirdische Sproßteile
  • Speicher und Fortpflanzung
  • Kartoffel
• Nebenwurzelknolle:
  
  • Verdickte Seitenwurzel
  • Speicher
  • Dahlie

Question 7

20. Wozu dienen der Pflanze Rüben, Zwiebeln, Knollen und Rhizome? (Begriffe erklären, Beispiele nennen)
21. Rhizom

Answer 7

• Unterirdisch horizontal wachsende Sprosse mit Schuppenblättern und Adventivwurzeln
• oberirdischen Teile sterben am Ende der Vegetationsperiode ab, während das Rhizom überwintert und im nächsten Jahr wieder austreibt
• Speicherorgane
• Buschwindröschen, Maiglöckchen

Question 8

23. Was ist das Phytochromsystem? Wie funktioniert es?

Answer 8

• reversibles System, das durch Absorption von hellrotem Licht aktiv und durch dunkelrotes Licht inaktiv wird
• Lichtrezeptor ist das Phytochrom, welches in zwei verschiedenen Formen vorliegt, einer Hellrotform (Pr) mit einem Absorptionsmaximum von 665nm (HR) und einer Dunkelrotform (Pfr) mit einem Absorptionsmaximum von 735nm (DR)
• durch Absorption von hellrotem Licht wird Pr in Pfr überführt; Pfr wird bei Bestrahlung von dunkelrotem Licht wieder zu Pr -> strikte Reversibilität aller phytochrom-gesteuerten Photomorphosen
• Wirkung:
  
  • z.B. Samenkeimung
    
    • es gibt Dunkelkeimer (bei denen Licht die Keimung hemmt) und Lichtkeimer (deren Keimung durch Phytochrom gesteuert wird)
    • Lichtkeimer müssen im gequollenen Zustand belichtet werden, um keimen zu können, dabei reicht schon kurze Zeit aus
    • Keimungsrate ist immer nach HR hoch und nach DR niedrig
  • z.B. Synthese von NO3- und NO2- Reduktase in Blättern
  • z.B. Steuerung der Anthocyan-Synthese
• -> Pfr aktive, Photomorphosen auslösende Form
• durch Neubildung, Abbau und Pr ó Pfr Konversionen entsteht dynamisches Gleichgewicht
• Phytochrom ist Sensorpigment, liegt im Gegensatz zu Massenpigmenten wie Chlorophyll nur in ganz kleinen Konzentrationen vor
• Pr blaugrüne, Pfr gelbgrüne Farbe -> kommt von Chromophor, das an Proteine gebunden ist -> es gibt 5 verschiedene Phytochromproteine
• beim Pr-Pfr-Gleichgewicht im Sonnenlicht liegt das Phytochrom bis zu 50% als Pr vor; im Sonnenlicht ist immer mehr Pfr vorhanden als im Dunkeln

Question 9

24. Wie erfolgt der Assimilattransport in der Pflanze? Welche Strukturen sind beteiligt?

Answer 9

• Assimilate: bei Photosynthese in den Blättern gebildete organische Moleküle
• werden in wäßriger Lösung über die Siebröhren bzw. Siebzellen des Phloems in alle Teile der Pflanze verfrachtet
• -> Transport unterscheidet sich grundsätzlich von dem des Wassers im Xylem:
  
  • Transpirationsstrom nur aufwärts, Assimilattransport hängt von den Orten des Bedarfs, den Senken, ab -> bidirektionell
  • Assimilattransport in lebenden Zellen
  • Wassertransport durch Sogwirkung der Transpiration, Transport im Phloem als Strömung einer unter positivem Druck stehenden Lösung (Druckströmung)
• Mechanismus des Transportes noch nicht vollständig geklärt: einfache Diffusion scheidet aus, da Transportgeschwindigkeit zu hoch, allerdings zu niedrig für Transpirationsstrom

-> unter Druck verlaufender Volumenfluß (Massenströmung)

• Assimilationsstärke -> Glucose (Transportform)
• Beladen der Endglieder des Siebröhren-Systems in den Blättern mit den in der Photosynthese erzeugten Zuckern -> stärker negatives Wasserpotential, d.h. ein osmotischer Druck nach außen wird erzeugt -> Wasser kann einfließen -> an Endgliedern des Phloems wird Assimilat entnommen -> weniger negatives Wasserpotential -> Wasser strömt aus den Siebröhren aus -> wird über Xylem zurück in Blätter transportiert
• Assimilattrasport verbraucht Stoffwechselenergien, obwohl Druckströmung rein physikalischer Prozess ist und keine Energiezufuhr benötigt -> Beladen des Phloems mit Assimilaten verbraucht Energie