Klausurfragen 2020 Flashcards
1
Q
Zu dem Bereich/Kompartimenten auserhalb des Cytoplasma gehoren Vakuolen, Zellwand und
Endoplasmatisches
Retikulum. (2020)
A
→ falsch.
- Vakuole und ER sind Organellen die ins Cytoplama liegen
- Zellwand ist durch die Plasmamembran vom Cytoplasma getrennt.
2
Q
Eine einzige Membran umschliesen Peroxisomen, Endoplasmatisches Retikulum und
Mitochondrium. (2020)
A
→ falsch.
- Mitochodrien = Doppelmembran.
- ER und Peroxisomen = Einheitsmembran
Laut Endosymbiontenhypothese ist Mito. Abkömmling von alpha-Proteobakterien die
doppeltmembran hatten. (innere Membran: prokaryotischen Ursprungs, ausere Membran:
eukaryotischen Ursprungs).
3
Q
Die Organellen Zellkern, Peroxisomen und Plastiden besitzen genetische Informationen. (2020)
A
→ falsch.
- Genetische Information liegt nur im Zellkern & in Plastiden vor.
- Plastiden stammat aus Cyanobakterien (Endosymbiontentheorie) und hat eigene Genom + Protein
biosynthese.
- Zellkern besitzt Erbgut in jeder zelle.
4
Q
Das Endoplasmatische Retikulum verbindet durch Vesikeltransport die Vakuole, Plastiden und
Plasmamembran.
(VL, 1. MAP ‘20)
A
→ falsch.
- Das ER verbindet NICHT die Plastiden.
- ER verbindet durch Vesikeltransport u.a. die Vakuole, Peroxisomen, Transportvesikel, den GolgiApparat & Plasmamembran.
5
Q
Besteht der einzige Unterschied zwischen primar und sekundär aktiven Transportern darin,
dass der primäre Transporter ATP als Energiequelle verwendet und der sekundäre einen
Protonen-/Ionengradienten? (2020)
A
→ richtig.
- Aussage stimmt, die einzige unterschied ist die Treibende Kraft der Transportern
- Primär = ATP
- Sekundär = Protoonengradient.
- Beide Aktive transporter sind aber ATP abhängig
- Transport erfolgt immer entgegen der Richtung des elektrochemischen Potentialgradientens.
6
Q
Bedeutet dies dann, dass ATPasen Primärtransporter und ATP-Synthasen Sekundärtransporter
sind? (2020)
A
→ falsch.
- Beide Strukturell ahnlich
- ATP-Synthasen fuhren die umgekehrte Reaktion zu ATPasen durch, sind aber keine
Sekundartransporter
- ATP-Synthasen: nutzen einen bereits existierenden Protonengradienten, um ATP zu gewinnen.
- Sekundartransporter, sind z.B. Saccharosetransporter - Protonengradienten muss aber erst
aufbauen werden.
7
Q
Primäre und sekundäre aktive Membrantransportproteine unterscheiden sich durch die Wahl
des Substrates, des beim Transport erforderlichen Energiebedarfs und durch die
Proteinstruktur. (VL, 1. MAP‘20)
A
→ richtig. (Siehe oben!)
- Primärtransporter: Substanz wird unter Energieverbrauch und ohne chemische Veranderung
transportiert (z.B. Na+-K+-Pumpe).
- Sekundartransporter: notwendige Energie wird durch den Aufbau eines Protonen- oder
Ionengradienten zur Verfugung gestellt
- danach können durch Transporter (Sym-, Antiporter) andere Substanzen
(z.B. Saccharose) im Ruckfluss der Protonen mitgenommen werden.
- Proteinstruktur ist auch unterscheidlich (entspricht unterscheidliche Funktionsweise)
8
Q
ATP-abhängige Transporter fur Mineralien befinden sich nur in der Plasmamembran, da an
dieser Membran die Zellen gegen den Konzentrationsgradienten Mineralien ausschleusen oder
aufnehmen mussen. (2020)
A
→ falsch.
- ATPasen/ATPSyntethase und andere Aktive Transportern (Symportern/Antiportern) die u.a. große
Mineralien Ionen mitführen können sind in allen Membranen notig, z.B. auch vakuoläre ATPasen im
Tonoplasten.
9
Q
ATPasen und Kanal-Proteine konnen fur erleichterte Diffusion sorgen. (2020)
A
→ falsch.
- ATPasen und Kanalproteine gehoren zu zwei verschiedenen Transportsystemen.
- ATPase = aktive transportern
(gegen den Konzentrationsgradienten transportieren und dadurch ATP verbrauchen)
- Kanalproteine = passive Transporter
(erleichtert Diffusion und schleusen Substanzen entlang des elektrochemischen Gradienten ein)
10
Q
Die Proteinkanale dienen der erleichterten und energieunabhangigen Diffusion von
Metaboliten oder Mineralien durch die Membran, konnen aber durch einen
Schliesmechanismus („gating“) reguliert werden. (2020)
A
→ richtig.
- Erleichterte Diffusion erfolgt die elektrochemischen Gradienten entlang = erfolgt deshalb ohne ATPVerbrauch.
- Die Zelle entscheidet durch gated channels (permeable/nicht-permeable) wie viel Metabolite
aufgenommen werden.
11
Q
Biomembranen sind selektiv permeable. Sie lassen Ionen und Nahrstoffe kontrolliert
passieren, halten aber das Wasser in der Zelle zuruck. (2020)
A
→ falsch.
- Biomembranen sind selektiv permeable
- Wasser kommt aber durch
(mittels Diffusion oder durch erleichterte Diffusion
mittels eingebettete Aquaporine = selektiv fur Wasser)
- Geladene Molekülen: Ionenkanäle nötig, können nicht diffundieren frei wie Wasser.
12
Q
Die Zellwande sind essentiell, da mit ihnen die Zelle die Aufnahme und das Ausschleusen von
Substanzen kontrollieren kann. (2020)
A
→ falsch.
- Plasmamembran ist kontrollbarriere für aus- und eingeschleusen von Substanzen.
- Zellwande sind als Exoskelett essentiell fur Pflanzen.
13
Q
Die Cellulose-Synthase besteht aus mehreren Untereinheiten und ist im Golgi-Apparat
lokalisiert, von dem die Produkte der Katalyse in Exocytosevesikeln in den Apoplasten
transportiert werden. (2020)
A
→ falsch.
- Die Cellulose-Synthase ist in der Plasmamembran lokalisiert und besteht aus 6 Untereinheiten (als
Rosette)
- Matrixpolymere, Hemicellulose und Pektine – also andere Zellwandbestandteile – und das
cellulosebildende Enzym werden im Golgi-Apparat synthetisiert und mittels Exocytose in den
Apoplasten entlassen.
14
Q
Die Mittellamelle verbindet die Zellwande der benachbarten Zellen und enthalt einen hohen
Pektingehalt.
(2020)
A
→ richtig.
- mittellamelle ist auserste und somit Grenzschicht zwischen benachbarten Pflanzenzellen
- Es wird zuerst syntetisiert und verbindet Zellwände
- Pektin dient zu festigung und wasserregulation
15
Q
Die SaccharoseSynthase liefert das Substrat fur die Synthese der Cellulose an der
Plasmamembran. (2020)
A
→ richtig.
- Cellulose-Synthese passiert in grosen Proteinkomplexen (Rosetten) an der Plasmamembran.
- UDP Glucose (aktive Form) dient als substrat
- Das Enzym Saccharose Synthase (SuSy) spaltet Saccharose.
16
Q
Die Hemicellulose ist als flexibles Polysaccharid Bestandteil des innerzellularen Cytoskeletts
und sorgt fur Verbindungen mit den Cellulosemikrofibrillen. (VL 2020)
A
→ falsch.
- Hemicellulose machen Verbindungen zwischen den Cellulosemirkofibrillen
- Ist teil der Exoskelett, NICHT interzellulare Cytoskelett
- Zum innerzellularen Cytoskelett gehoren stattdessen Mikrotubuli,
Actinfilamente und Intermediarfilamente.
17
Q
Die hohe Elastizitat der Zellwand erlaubt einerseits dynamische Expansion und Wachstum der
Zelle, aber aufgrund der mechanischen Starke auch die Toleranz gegenuber dem Turgordruck.
(2020)
A
→ richtig.
- Primärwand sichert hohe Elastizitat und Reisfestigkeit
- und die Sekundärwand sichert mechanischen stabilität, da der Wand Ligning beeinhält.
18
Q
Der Turgor des Zellinhaltes des Protoplasten veranlasst die elastische umkehrbare Dehnung
der Zellwand, wodurch es zur Streckung der Zellwand kommt. (1. MAP‘20)
A
→ falsch.
- Die elastische Dehnung der Zellwand ist NICHT umkehrbar, sondern irreversibel.
- Streckung der Zellwand kommt zustande, indem Wasser in die Vakuolen aufgenommen wird =
Turgor Steigt.
- Relaxinen macht die Bindungen der Zellwand locker (durch Xyloglukan Enzymen)
- Turgor sorgt für trennung der Mikrofibrillen im Zellwand durch den hydrostartischer von Druck
von innen.
- Der Wand wächst danach wieder zusammen mit neusynthese von Wanndschichten und der
Zellwand hat sich irreversibel vergößert/gedehnt
- jede schicht wird von einem jüngeren verdrängt und nach aussen verlagert.
19
Q
Die starke Wasserpotenzialdifferenz zwischen Cytoplasma und Vakuole ist die Ursache fur das
Entstehen des Turgordrucks. (2020)
A
→ falsch.
- Wasserpotential zwischen Cytoplasma und Vakuole ist derselbe.
- Turgordruck entsteht durch der Wasserpotentialdifferenz zwischen Zellinnere und Apoplasten
- Apoplasten sichert Wasseraufnahme, da es in kontakt mit dem Boden und Atmosphäre stehen.
20
Q
Sind Pflanzen einem Trocken- oder Salzstress ausgesetzt, konnen einige Pflanzenarten durch
Synthese zusatzlicher Osmolyte fur eine Erhohung des innerzellularen Wasserpotenzials
gegenuber dem auseren Wasserpotenzial (im Apoplasten und im Boden) sorgen. (1. MAP‘20)
A
→ falsch?
- Der Pflanze muss die innerzellularen Wasserpotenzial ernidrigen, nicht erhöhen, um Trocken- und
Salzstrass zu entgegenwirken.
- Wasser bewegt sich immr von höheren zu niedriegen Wasserpotenzial hin.
- Bei Trocken-/Salzstress ist Wasserpotential des Bodens deutlich erniedrigt.
- Wasserhaushalt der Pflanze steht mit dem Boden in Verbindung steht, und Wasser wird deswegen
von der Pflanze entsogen.
- Schützstrategie der Pflanze: durch produktion von zusätzliche Osmolyten die Wasserpotenzial der
Zellinnere abgesenkt werden.
- Damit wird der osmotisch bedingten Wasserausstrom verhindern. → je mehr Ionenaufnahme,
desto niedrigerdas Potenzial, je besser ist der Pflanze geschützt.
21
Q
Chlorophyll a absorbiert Lichtenergie im gelb-grünen Bereich. (2020)
A
→ falsch.
- Chlorophylle reflektiert Licht im grün-gelben Bereich, auch „Grünlücke“ genannt.
- Hat ein kurzwelliges (blau) und ein langwelliges (rot) lokales Absorptionsmaximum, deswegen
scheint Chlorophylle bzw. chlorophyllhaltige Pflanzenteile grün zu sein.
22
Q
Die Lichtabsorptionseigenschaften der Chlorophylle a & b tragen dazu bei, Chl a
Anregungsenergie auf Chl b übertragen kann. (VL, 1. MAP‘20)
A
→ Richtig?
- Peripheren Antennen absorbieren licht mit kurzwelligen (energireichen) Absorbtionsmaxima (eher
Chl a)
- die energie wird dann zur zentralorientierte Pigemente überführt = Pigmente mit niedrigere
Absorbtionsmaxima, also langweiligere Wellenlängen mit weniger energie (eher Chl b)
- Diese Weg wird als Energiefalle beschreiben und beschreibt der Weg der Energie im
Antennenkomplex richtung Reaktive Zentrum (special pair).
- Pro 3 Chl a gibt es 1 Chl b.
- Chl a und Chl b gehört die akzessorische lichtsammelpigmente wie auch Carotinoiden.
23
Q
Die Fluoreszenz einer Chlorophylllosung ist gegenuber einer Thylakoidmembransuspension
mit derselben Chlorophyllkonzentration immer hoher. (2020)
A
→ richtig.
- Thylakoiden: Anregungsenergie wird von den Antennenkomplexen an das Special Pair
weitergegeben, dadurch folgt Ladungstrennung.
- Chlorophylle: Aufgrund der fehlenden Interaktion der Chlorophylle in einer reinen
Chlorophylllosung hingegen, ist dieser Vorgang beeintrachtigt – damit ist Fluoreszenz stärker.
- Der Energietransfer im Antennenkomplex erfolgt viel schneller als Fluoreszenz.
24
Q
Die mobilen Elektronencarrier der photosynthetischen ETK sind Ubiquinon und Cytochrom C.
(2020)
A
→ falsch.
- Mobilen Elektronencarrier der photosynthetischen ETK sind Plastoquinon & Plastocyanin.
- Für Ubiquinon und Cytochrom c gelten, dass die in der Membran der Mitochondrien lokalisiert sind
- Dazu ist Cytochrom c nicht mobil, sondern stationär verankert.
25
Carotinoide dienen in der Photosynthese als Schützpigmente und akzessorische Pigmente.
Deshalb befinden sie sich auch im Reaktionszentrum der Photosynthesekomplexe. (2020)
→ falsch.
- Die funktioniert als Schutzpigmente für Chlorophylle bei einem Uberangebot von Licht, indem sie
das überflüssiges Licht in Warmeenergie umwandeln.
- Chlorophylle (= special pair) sitzen im Reaktionszentrum des Photosythesekomplexes, die
Caretinoiden aber nicht, die sind im Antennenkomplex lokalisiert.
- Sie verbessern die Absorptionseigenschaften der Photosynthese als akzessorische Pigmente im
Antennenkomplex.
- Carotinoide absorbiert in kurzwellige (Blaue/violet) bereich und vergößert die für Photosnthese
nutzbare Lichtspektrum.
26
Das photosynthetische Aktionsspektrum eines Blattes ist identisch mit dem
Absorptionsspektrum der reinen Pigmente (z.B. Chlorophyll). (2020)
→ falsch?
- Das Absorptionsspektrum eines Blattes ist breiter, da dort alle photosynthetisch aktiven
Pigmente zu finden sind - die Absorptionsspektren der einzelnen Pigmente überlappen.
- Für künstlicu isolierte einzelpigmente ist das Absorptionsspektrum viel schmaler, nur wenig
Wellenlängen wird davon absorbiert = also nicht mit dem breitere Spektrum identisch.
27
Das Photosystem II ist in den Stromathylakoiden untergebracht, da die Proteine des
Wasserspaltungsapparates in den Granastapeln eine sterische Behinderung erfahren wurden.
(VL, 1. MAP‘20)
→ falsch.
- In Stromathylakoide sind die PS I und ATP-Synthase eingebettet.
- Da die ATP-Synthase Platz auf der Stromaseite der Membran benötigt, sind die nur in diesen
Bereichen zu finden.
- In den Granathylakoiden ist das PS II und der Wasserspaltungskomplex plaziert.
- PS II interagieren mit dem Lichtsammelkomplexen und sind deswegen in den gestapelten
Bereichen des Thylakoiden.
- Der Elektronen Transport funktionirt problemlos durch Carrierproteine und die dynamische
wirkung der Komplexe.
28
Die strukturelle Organisation des lichtgetriebenen Energietransfers und Elektronenflusses in
Proteinkomplexen der Photosynthese ist durch die Synthese von Plastiden- und kernkodierten
Proteinen moglich. (2020)
→ richtig.
- Plastiden ist ein semiautonomes Organell und hat eigenem Genom und kann eigener
Proteinsynthese betreiben.
- Größte Anteil der in Plastiden wirkende Proteine ist aber trotzdem Kernkodiert und muss
Importiert werden (weniger als 5% stammt aus der Plastide selbst)
- Grundlage der Endosymbiontenhypothese ermöglicht die Mischung von kern- und
plastidencodierten Proteinen.
29
Der lineare photosynthetische Elektronentransport ist wegen der Lokalisation des
Photosystem I in den Stromathylakoiden und dem Photosystem II in den Granathylakoiden
beeintrachtigt. (2020)
→ Falsch.
- Die lokaliation der Photosysteme stimmt, die elektronentransport ist aber nicht beeinträchtigt.
- Der Elektronen Transport funktionirt problemlos durch Carrierproteine und die dynamische
wirkung der Komplexe.
- Der Dynamik ist sichert, indem die Grana- und Stromathylakoide ein Kontinuum bilden, dadurch
konnen die Protonen an viele Stellen zur ATP-Synthese verwendet werden.
- PS II interagieren mit dem Lichtsammelkomplexen und sind deswegen in den gestapelten
Bereichen des Thylakoiden.
- In Stromathylakoide sind die PS I und ATP-Synthase eingebettet.
- Da die ATP-Synthase Platz auf der Stromaseite der Membran benötigt, sind die nur in diesen
Bereichen zu finden.
- Auch: Evolutionärt wäre die Lokalisation wahrscheinlich anders, falls es die Leistung
beeinträchtigt.
30
Ohne Antennenkomplex sind die Photosysteme I & II funktionsunfahig. (2020)
→ falsch.
- Ohne Antennen müssen die Special Pair im Reaktionszentrum der PSII und PSI relativ genau von
Photonen getroffen werden wodurch die Ladungstrennung wie gewöhnlich funktioniert.
- Mit Antennenkomplex werden Photonen über größere oberfläche und deswegen effizienter
gesammelt.
- Die cofaktoren können OHNE Antennen weiterarbeiten, sind jedoch nicht so effeizient.
- Antenne werden beim zu vielen Lichtangebot zugar umgebaut/reduziert, um „überanregung“ zu
vermeiden.
31
Innerhalb des Photosystems II sind die Eisen-Schwefelcluster die finalen
Elektronenakzeptoren. (2020)
→ falsch.
- Die Eisen-Schwefel-Komplexe macht die terminalen Elektronenakzeptoren des Photosystem I aus.
- In PSII sind die Qiononen a und b die finale Elektronenakzeptoren
32
Innerhalb des Photosystem I werden die Elektronen abschliesend auf das Plasquinon QA
ubertragen. (2020)
→ falsch.
- Plastochinon QA gehört in PSII und sind dort fest gebunden, macht die finale Elektronenakzeptor
aus.
- In PSI ist die Eisen-Schwefel-Komplexe die finale Elektronenakzeptoren.
33
In der Photosynthese durchlaufen Elektronen in der Thylakoidmembran eine Reihe von
Redoxkomponenten und erzeugen dabei einen Protonengradienten, der fur die oxidative
Phosphorylierung zur ATP-Synthese benotigt
wird. (2020)
→ Falsch,
- oxidative Phosphorylierung findet in den Mitochondrien statt wo es in der atmungskette eingeht
um Energie ohne licht (aus kohlenhydrate) zu gewinnen.
- Richtig wäre hier Photophosphorylierung, die zur ATP gewinnung beitragen.
• CFoCF1-Komplex in Chloroplasten → Photophosphorylatierung
• FoF1-Komplex in Mitochondrien → oxidative Phosphorylierung
34
Eine Funktion der ETK in den Thylakoidmembranen besteht darin, durch die
Thylakoidmembran Protonen in das Lumen zu pumpen, die dazu beitragen, dass später ATP
durch Chemoosmose erzeugt werden kann. (2020)
→ Richtig.
- Die chemiosmotische Theorie erklärt den Protonengradienten aufbau mittels der
Elektronentransportkette in der Thylakoidmembran wo ATP durch Protonengetriebene
ATPsyntetahse erzeugt werden.
- Elektronentransfer in der ETK ist von einer Reihe Oxidations/Reduktionsreaktionen getrieben, wo
energie frei wird
- Der anteig in positive elektrochemisches Potenzial erlaubt die Chinonen den transport von Potonen
über das membran – gradient wird aufgebaut.
- Aufbau der Protonengradienten und später Rückfluss der Protonen ins Stroma betreibt die CF1CF0-
ATPsyntethase = ATP wird synthetisiert.
- ATP und NADPH lagert sich im Stroma zur anwendung in andere Prozesse.
- Ausbeute: Theoretisch erzeugt Fluss von 8 Elektronen durch die photosynthetische ETK 3 ATP
und 2 NADPH, realistisch ist das System nur halb so effizient.
Protonengradient:
- es gibt 1000-fach mehr Protonen im Thylakoidlumen als im Stroma
- Beim Licht: pH des Stromas auf pH 8, pH in dem Thylakoidlumen senkt auf pH 5
(Protonengradient als grund dafür)
35
Die ATP-Sythese in den Chloroplasten wird auch Photophosphorylierung genannt. Wie in den
Mitochondrien kann diese ATP-Synthese in den Thylakoidmembranen auch des Nachts
erfolgen. (VL, 1. MAP‘20)
→ falsch.
- ATP-synthese wird auch Photophosphorylierung genannt.
- Aber für Potophosphorylierung ist Licht notwendig und kann Nachts nicht ableufen.
- Dadurch unterscheidet sich die mitochondriale ETK (ohne Licht) von der photosynthetischen
ETK (mit Licht).
36
Der zyklische Elektronentransfer der Photosynthese dient dem Pumpen der Protonen und der
ATP-Erzeugung, ohne das NADPH und molekularer Sauerstoff gebildet wird. (2020)
→ richtig.
- Zyklische elektronentransfer: trasnport von elektronen vom PS I durch Ferredoxin (Fd) uber den
Cytochrom-Komplex un Plastocyanin zu den Chlorophyllen des Reaktionszentrums zuruck.
- Damit wird die Photophosphorylierungsrate erhöht.
- Die zyklische transfer passiert, wenn es einen ATP-Mangel und keine Moglichkeit der NADP+-
Reduktion gibt.
- ATP wird dadurch erzeugt, ohne NADPH und O2 zu bilden.
- Dabeit gibt es zwei redundante Wege für die elektronen zu fleißen:
NADH-Dehydogenase (NDH)-abhangigen Weg oder die Proteine PGR5 und PGRL1 (Fd-Q-Reduktase),
danach PQ zu dem Cyt-b6f-Komplex
37
Zyklischer und nicht-zyklischer photosynthetischer Elektronentransport produzieren jeweils
ATP. (2020)
→ richtig.
- Linearer ET: Elektrochemischer gradient wird aufgebaut, indem Ferredoxin NADP+ zu NADPH + H⁺
reduziert und die H⁺ uber die Membran transportiert werden.
- ATP wird syntetisiert, indem H⁺ aus dem Thylakoidlumen durch die ATPase strömt. Die H+ gelangt
dann ins Stroma.
- Diese prozess wird auch Photophosphorylierung genannt.
- zyklischen ET: keine NADPH-Produktion wird erzeugt, stattdessen strömt einige elektronen vom PSI
durch Ferredoxin uber den Cytochrom-Komplex und Plastocyanin zu den
Chlorophyllen des Reaktionszentrums zuruck.
- Die erhöhte Transport von H⁺ ins Thylakoidlumen bewirkt ein größere Protonengradient, dadurch
kann mehr ATP produziert werden.
Also:
- Beide ETK bilden einen Protonengradienten, welcher zur ATP-snthese beitragen, in der Zyklische
werden aber keine Reduktionsequivalente gebildet.
38
Die beiden Photosysteme I und II sind ein Komplex von Protonenpumpenden Proteinen in der
Thylakoidmembran.
(VL, 1. MAP‘20)
→ falsch.
- PSII und PSI dient der Absorption von Licht und liefert dadurch energie zu einer photochemischen
Ladungstrennung.
- Protonen werden von der Cytochrom-b6f-Komplex und Plastoquinon von Stroma ins Lumen
gepumpt, um eine Protonengradient aufzubauen, die der ATPsyntethase treiben (=ATP produktion).
39
Die strukturelle Organisation des lichtgetriebenen Energitransfers und Elektronenflusses in
Proteinkomplexen der Photosynthese ist durch die Synthese von Plastiden- und
Kernkodierten Proteinen möglich?
→ richtig?
- Ja, die Proteinkomplexe im Thylakoidmembran besteht aus Plastiden- und Kernkodierte
Proteinen.
- Core – komplex = Plastiden Kodiert (=Große Untereinheit)
- Antennen = Kernkodierte Proteine (= Kleine Untereinheit)
- Beides muss syncron gebildet werden, um vollständige und Funktionsfähige Proteine aufbauen zu
können.
40
NADPH dient in der Photosynthese/im Calvin-Benson-Zyklus der energieaufwendigen
Oxidation von Kohlenstoffverbindungen im Calvin-Zyklus. (2020)
→ falsch.
- NADPH ist ein Reduktionsmittel im Calvin-Benson-Zyklus und dient der Reduktion, NICHT
oxidation.
- Die Reduktion findet in der Kohlenstoffassimilation in der lichtunabhangigen Reaktion benotigt
ansatz.
- NADPH wird in der Lichtabhängige Reaktion der Photosynthese gewonnen und dient als Energie
für die Kohlenhydratproduktion
41
Der oxidative Pentosephosphatweg dient im Cytoplasma der Bereitstellung von NADH fur
reduktive Schritte und auch fur die Reduktionsaquivalente in der mitochondrialen ETK. (2020)
→ falsch.
- NADPH wird im oxidativen Pentosephasphatweg im Cytoplasma gebildet, NICHT NADH, die ins
Atmungskette der Mitochondrien als Reduktionsmittel ihr Rolle hat
- NADPH dient unterschiedliche anabolische NAPDH-abhangige Synthesen in der Zelle
- NADPH hat aber keine funktion in die mitochondriale ATP-Synthese/Atmungskette.
- Es gibt keine transport System für NADH/NAD⁺/NADPH uber eine Membran, die substanzen muss
deswegen umgebaut werden
- Stattdessen läuft die reduktion über Malat-/Pyruvat und deren jeweiligen Transportern über die
membranen, um dann im Mitochondrium wieder NADH frei zusetzen.
42
Durch eine lichtstimulierte Aktivierung des oxidativen Pentosephosphatweges vermeidet
tagsuber die Pflanze, dass produziertes ATP und NADPH nutzlos umgesetzt wird. (2020)
→ falsch.
- Die lichtstimulierte Pentosephosphatweg ist Reduktiv, NICHT oxidativ.
- Tagsuber ist der oxidative Pentosephoshatweg deaktivert.
- NADPH wird im oxidativen Pentosephosphatweg gebildet und entspricht eine Umkehr des CalvinZykluses.
Wichtig:
Tagüber = Reduktive Pentosephosphatweg (=lichtstimuliert)
Nachts = Oxidative Pentosephosphatweg (= im Dunkel)
43
Nachts muss der Calvin-Benson-Zyklus gar nicht erst inaktiviert werden, da nachts kein ATP
produziert wird und auch kein NADPH zur Verfugung steht. (2020)
→ falsch.
- Um verschwendung von ATP und NADPH zu vermeiden wird eine lichtsensitiver
Kontrollmechanismus aktiviert und den Calvin-Zyklus wird damit inaktiviert.
- Die katabolisch erzeugten ATPs und NADPHs geht damit nicht in einem nutzlosen Zyklus verloren.
- Calvin-Zyklus hört auf, wenn keine Subsrat zu verfügung steht.
– Der lichtunabhangige Teil der Photosynthese hört auf, wenn kein ATP oder NADPH mehr im
Stroma synthetisiert werden
44
Enzyme im Calvin-Benson-Zyklus werden lichtunabhangig durch reduziertes Thioredoxin
aktiviert.
(VL, 1. MAP‘20)
→ falsch.
- Thioredoxin ist eine wichtige Enzym die reversible reduzierbare Cysteine beeinhält, es kann
andere Enzyme aktivieren oder reduzieren.
- Photosynthese und deren Reduktive kraft sorgt für reduktion von Thioredoxin – damit ist die
aktivierung durch Thioredoxin lichtABHÄNGIG, NICHT Unabhängig.
45
Wenn eine C4-Pflanze und eine C3-Pflanze in einem luftdichten Gefas gemeinsam angezogen
werden, wachst die C3-Pflanze wahrend die C4-Pflanze stirbt. (2020)
→ falsch.
- Die beide Pflanzen konkuriern um gleiche CO2 im geschlossene gefäß, der C4 pflanze nimmt jedoch
viel effeizienter die CO2 aud als der C3 pflanze, deswegen wird der C3 Pflanze sterben.
- C4 besitzt eine reumlich getrennte vorfixierung von CO2, die sehr effeizient CO2 aufnehmen kann.
- C3 pflanzen sind früher entwickelt und haben keine vorfixierung der CO2, fixieren stattdessen
teilweise O2 (Photorespiration/Oxyginierung) – verliert bis 1/3 der fixierte Kohlenstoff durch
Photorespiration.
- Dagegen betreiben C4 pflanzen nahr zu keine Photorespiration.
- Mit der steigende Antil der =2 gehalt im Behälter (indem CO2 von beide pflanzen verbraucht wird)
hat der C4 pflanze ein zunehmende Vorteil, da der C3 pflanze mit steigende O2 inhalt zu
Photorespiration/Oxygenierung neigen – giftige substanzen werden im C3 damit aufgebaut und es
stirbt zuerst.
46
Im Verlauf der Evolution hat RubisCO bei C4-Pflanzen durch Mutationen ihre doppelte
katalytische Funktion als Carboxylase und Oxygenase verloren. Das erklart die hohe Effizienz
der CO2-Bindung und deren hohe Photosyntheseleistung.
(2020)
→ falsch.
- Der C4-Pflanzen hat sich anatomischer, physiologischer und biochemischer verändert, aber NICHT
die fähigkeitzur Oxygenase verloren.
- Stattdessen hat eine raumliche Trennung der Kohlenstofffixierung zur optimierte leistung
beigetragen.
- Es findet eine Vorfixierung von CO2 durch PEP-Carboxylase statt, dadurch wird RuBisCo für sehr
hohen CO2-Konzentrationen exponiert, dadurch ist die Leistung höher.
- Dagegenüber tendiert der C3 Pflanze eher zur Photorespiration/Oxyginierung, da dort die rümliche
trennung fehlt.
- Oxygenasefunktion ist in C4 aber noch moglich.
47
C4-Pflanzen besitzen einen hohen CO2-Kompensationspunkt, da sie besser CO2 assimilieren
konnen.
(1. MAP‘20)
→ falsch.
- CO2-Kompensationspunkt bei C4-Pflanzen ist niedrig (0-10 ppm), NICHT hoch.
- Definition der CO2-Kompensationspunkt:
wenn sich CO2-Verbrauch der Photosynthese und CO2-Produktion durch Photorespiration/Atmung
gleich halten.
- Da die C4-Pflanzen durch ihre effiziente CO2-fixierung (mit Räumliche trennung und vorfixierung)
fast keine Photorespiration machen, ist die CO2-kompensationspunkt entsprechend niedrig.
48
C3-Pflanzen decken ihren Energiebedarf am Tage hauptsachlich durch die Photorespiration.
(2020)
→ falsch.
- Je nach CO2/O2 konzentrationen und Temperatur variiert es wodurch die Eniergibedarf abgedeckt
wird – grundsätzlich wird CO2 fixiert und Energibedarf dadurch abgedeckt (Photosynthese)
- Mit steigende O2 gehalt im Luft oder steigende Temperatur tendiert der Pflanze zur
Photorespiration
- Mit Photorespiration gelangt es die Pflanze teilweise den fixierten Kohlenstoff (ca. 75%) zu recyceln,
anstatt ganz zu “verlieren” durch oxyginierung.
- 2 Phosphorglycolaten werden in ein 3-Phosphoglycerat (3PGA) umgesetzt, die wieder in dem CalvinZyklus reingesteckt werden.
- Höhe O2 konzentrationen begünstigt Photorespiration
- Photorespiration kostet aber Energie und wird von der Pflanze versucht vermeiden
49
C3-Pflanzen verlieren am Tag und in der Nacht einen erheblichen Anteil ihrer Energie durch
die Photorespiration.
(VL, 1. MAP‘20)
→ falsch. (SIEHE FRAGE OBEN)
Photorespiration ist auch lichtabhangig und sie wird von C3-Pflanzen nur betrieben, wenn der CO2-
Partialdruck
zu niedrig ist. Da Photorespiration ein kostspieliger Prozess, in dem vermehrt ATP und
Reduktionsmittel investiert
werden. Hierbei tritt die eher unerwunschte Oxygenasefunktion der RuBisCo in Erscheinung
50
Der Chloroplastendimorphismus erklart die unterschiedliche Gestalt der Chloroplasten in C3-
und C4-Pflanzen.
(2020)
→ richtig.
- Chloroplastendimorphismus beschreibt die räumliche Trennung von CO2-Fixierung und die
lokation der Calvin-Zyklus (in C4-Pflanzen), dazu, dass unterschiedlichen Aufbau und Enzymgehalt
in der Chloroplasten vorliegen.
- C4-Pflanzen Chloroplasten im Mesophyll sind kleiner und
beinhalten Granastapel
- C4-Pflanzen Bundelscheidezellen haben große Chloroplasten mit ausgepragten Stärkekornern
und beeinhältet nur Stromathylakoide- nur hier könnt Stärkesynthese vorkommen
51
Kohlendioxid-Konzentrierungsstrategien der C4-Pflanzen tragen dazu bei, Wasser zu sparen,
aber die Kohlenstofffixierung braucht ca. 2x so viel Energie wie die der C3-Pflanzen. (2020)
→ richtig.
- Kosten der Kohlenstofffixierung ist rund 2 mal so groß wie in C3.
- In C4-Pflanzen ist der CO2-fixierung Raumlich von der Assimilation getrennt, diese Aufbau
beeinflüsst extra ATP-Verbrauch.
- C4 Pflanzen können tagüber (aufgrund der effizientere nutzung von CO2) die Stomata schließen
und dadurch Wasser sparen (schütz vor verdünstung).
- Diese tatsache bewirkt, dass C4 pflanzen in wämere Regionen met höhere lichtintensität wachsen
können.
52
Die lichtunabhangige Reaktion der Photosynthese (der Calvin-Zyklus) lauft bei CAM-Pflanzen
ausschlieslich nachts ab. (2020)
→ falsch.
- Die Lichtunabhängige Prozzess lauft tagsüber ab, indem Malat decaroboxyliert wird.
- Die decarboxylierung setzt CO2 frei und steht für die Calvin-Zyklus bereit – dabei sind die Stomata
geschlossen um wasser zu sparen).
- Nachts machen die Stormata wieder auf und CO2 wird aufgenommen und als Malat in den
Vakuolen gespeichert.
53
Blatter der Pflanze Bryophyllum, die uber den Cassulaceensaure (CAM)-Stoffwechselweg
verfugen, schmecken am Morgen sauerlich. (2020)
→ richtig.
– Malat wird nachts im Vakuolen gespeichert, sodass die tagsüber decarboxyliert werden kann und
CO2 für den Calvin Zyklus freisetzen kann.
- Malat wird nur Nachts angereichert und tagüber verbreucht, deswegen schmeckt die Pflanze
Morgens (mit höchste menge an Malat) säuerlich.
- Malat wird auch Apfelsäure genannt.
54
Die Transpirationsrate pro g gebildeter Trockenmasse der C4-Pflanzen kann
verstandlicherweise hoher sein, da diese Pflanzen uber eine optimierte CO2-
Fixierungsstrategie verfugen. (2020)
→ falsch.
- Transpirationsrate pro g gebildeter Trockenmasse ist bei C4-Pflanzen niedriger als bei C3
- Die Rüumliche trennung der CO2 vorfixierung und Assimilation der C4 Pflanze bedeutet, dass die
Stormata öfter geschlossen werden kann – das führt zu Wassersparen und dementsprechen geringe
Transpirationsrate.
55
Die Trockenmasseproduktion der normalen C4-Pflanzen ist hoher als die der C3-Pflanzen, da
sie am Tage und des Nachts CO2 assimilieren konnen. (2020)
→ falsch.
- Für C4 Pflanzen ist nur tagüber Trockenmasseproduktion möglich, nachts ist das NICHT möglich.
- Tagsuber läuft die CO2-Assimilation ab und durch die optimierte CO2-fixierungsstrategie (mit
raüumlich getrennte vorfixierung) ist die C4 Trockenmasseproduktion höher als beim C3 pflanzen.
56
Schattenpflanzen haben hohere Netto-Photosynthese-Intensitat im Schwachlicht, aber ein
niedriges Maximum der Netto-Photosyntheserate als die sonnenadaptierten Pflanzen
derselben Art. (2020)
→ richtig.
- Die Aussagen stimmen.
- Schattenblättern sind dünner und deren Lichtpigmente sind mehr und günstiger angeordnet und
haben dadurch ein niedrigere Lichtkompensationspunkt - die Bruttophotosynthese aufweigen die
Photorespiration und mitochondriale Atmung.
- Die Lichtsättigung wird aber schneller erreicht bei zunehmende Lichtintensität und eine noch
steigende Lichtintensiät führt nicht zur größere Photosyntheserate.
- Sonnenblätter beeinhält mehr Mesophyllschichten und dadurch eine hohere
Photosynthesekapazität, damit ist die Nettophotosyntheserate hoher als beim Schattenpflanzen,
kostet aber auch mehr energie zu betreiben.
57
Photonen nicht aller Wellenlangen werden gleich effektiv zur Photosynthese genutzt. (2020)
→ richtig.
- Die Photosyntheseleistung und deren efiktivität ist vom Absorptionsspektrum des absorbierenden
Pigments entschieden.
- Chlorophylle als Photosynthesepigmente haben eine spezifische Absorptionsspektren wo eine
sogenannte Grünlücke zu erkenne ist – dort ist die Absorption relativ gering.
- Sichbares licht ist im Bereich 400 und 760 nm
- Chlorophylle absorbieren in 4-500 nm und 650-700 nm
(ungefähr)
- „Grünlücke“ zwischen 500 und 650 nm.
58
Steigende Ausentemperaturen (bei ca. 40°C) sorgen fur gesteigerte Photosyntheseleistungen,
die zu einer weiteren Öffnung der Stomata beitragen, da ein erhöhter CO2-Bedarf angezeigt
wird. (2020)
→ Falsch.
- Steigende Temperatur bewirkt, dass spezifität von RuBisCo fur CO2 und die Löslichkeit von CO2 in
wassrigen Lösungen abnehmen.
- Die fixierung von O2 ist weniger vom Temperatur beeinflüßt und wird besonders bei C3 Pflanzen
dadurch begünstigt. Damit leidet die Photosyntheseleistung der C3 under höhere Temperaturen.
- C4-Pflanzen besitzen einer Photosyntheseoptimum zwischen 30-40°C liegt und die aussage könnte
dafür teilweise (für C4) zutreffen.
59
Stomatarer Widerstand fordert die CO2-Aufnahme. (2020)
→ falsch.
- Größe der stomatarer Widerstand entscheidet die CO2-Aufnahme.
- Je geschlossener Stormata, je größer Wiederstand und je mehr wird der CO2 aufnahme gehemmt.
- Offene Stormate ohne erlebte Wiederstand fördert dagegen die CO2 Aufnahme.
60
Die Schlieszellen kontrollieren die Öffnung der Stomata nach dem Bedarf an CO2 fur die
Photosynthese.
(1. MAP‘20)
→ richtig?
- Bedarf an CO2 ist eine entscheidende Faktor für die Öffnung der Stormata
- Öffnungsweite der Spaltoffnungen wird aber auch durch andere Fakoren wie Lichtstärke,
Lichtqualität und Wasserversorgung gesteuert
- Der Stomata schließen sich nach Ausdiffundieren von K⁺ & Cl⁻ -Ionen, dadurch kehr die
Osmotisches Potenzial um und Wasser strömt aus der Scließzelle = Stormata schließt sich damit.
- Anreicherung ind der Zelle von Ionen und folgende Wassereinstrom (wegen der Osmotische
Potenzial) mach die Schließzelle auf.
- Wichtige regulationssubstanzen sind ABA und Phototropin
61
Hohe ATP-Konzentrationen in Zellen sind optimale Voraussetzungen fur mitochondriale
Atmung. (1. MAP‘20)
→ falsch.
- Die Mitochondrielle Atmung erlebt ein Negative Feedback bei höhem ATP konzentrationen und
wird dadurch runterreguliert.
- Allosteric Regulation liegt als grund für die Inhibierung, indem ATP funktioniert als Inhibitor für
Enzymen in der Atmungskette
- Mit viel ATP erlebt die Enzyme inhibierung,
- Eine verlust von ATP wird versucht vermieden, sodass das sich zu viel instabile ATP nicht spontan
(un nutzlos) in ADP+P umwandeln.
- Höhe ADP konzentration aktiviert anderseits die Enzymen und ist als Positives Feedback der
Atmungskette anzusehen.
62
Mit steigender Temperatur nimmt die Intensitat der Photorespiration starker zu, als die
Zunahme der apparenten (Netto-)Photosynthese. (2020)
→ falsch. (Frage fast wie Oben!)
- RubisCO hat bei hohen Temperaturen eine höhere Affinität für O2 fixierung und weniger für CO2
Die berechnung lautet deswegen:
Apparante(Netto-)Photosynthese = Brutto (reelle-) Photosynthese – (Photorespiration+ Mit. Atmung)
Für C3:
- Mit steigender Temperatur wird eher O2 (in C3 Pflanzen) fixiert und die Photorespiration nimmt zu.
- Gleichzeitig, durch die Oxiginierung der Rubisco statt Carboxylierung, nimmt der Brutto
Photosynthese ab.
- Insgesamt wird der Apparante (netto) photosynthese geringer.
Für C4:
- Hier hat die Oxyginierung der O2 kaum effekt (dank der Räumliche trennung und vorfixierung von
CO2), deswegen steigt die Photorespiration mit der Temperatur NICHT an.
- Brutto photosynthese bleibt deswegen hoch (bis eine gewissen max temperatur ungefähr 40 grad)
- Insgesamt nimmt der Apparante (Netto) Photosynthese zu mit steigender Temperatur.
- Die Aussage ist für C3 richtig für C4 falsch.
63
Wenn als Masnahme gegen Lichtstress nicht-photochemisches Quenching nicht mehr
ausreicht, setzt die Pflanze photochemisches Quenching ein. (2020)
→ falsch.
- als 1. schützstrategie wird nicht-photochemisches Quenching (Löschung) (auch
“Unterdrückungsmechanismus”) angewendet
- Um toxische Photoprodukte zu vermeiden muss die überschüssige Anregungsenergie des Lichts
von Carontinoiden in Wärme umgewandelt werden.
- Nicht-photochemisches Quenching bewirkt, dass Chl* (Chl im angeregten Singulettzustand) durch
interne konvertierung (IC) in Grundzustand zuruck gewandelt wird.
- Als 2. schütstrategie setzt der Pflanze Radikalfanger und Enzyme (z.B. Superoxid-Dismutase) ein.
= ein Entgiftungsmechanismus, die toxische ROS mit Superoxid-Dismutase und Peroxidasen entfernt.
- Als 3. Strategie wird Photoinhibitation angewendet (reperatur der beschädigte D1 durch de novo
Synthese)
64
Mit steigender Lichtintensitat steigt die Photosyntheserate kontinuierlich an. (2020)
→ falsch.
- Nein eine Sättigung wird nach ca. 1⁄4 der max. Sonnenlichtintensitat erreicht.
- Lichtsattigung ist definiert durch die max. Raten der lichtunabhangigen Reaktionen der
Photosynthese (max. CO2-Aufnahmerate).
- Die Photosyntheserate steigt also nicht weiter an nach dem Sättigung.
- Zu viel Licht kann sogar schaden verursachen, u.a. Bleaching der Chlorophylle und aufbau toxische
substanzen.
65
Mit gesteigerter Sauerstoffkonzentration in der Atmosphare erhöht sich der CO2-
Kompensationspunkt der Pflanze. (2020)
→ richtig.
- Die Aussage stimmt, die effekt wird Warburg effekt genannt:
= Höhere O2 konzentration verringert Netto-PS und erhoht CO2-Kompensationspunkt, bei welchem
die Bruttophotosyntheseleistung gleich der Atmung ist.
- Das passiert indem Sauerstoff konkurriert mit Kohlendioxid um das aktive Zentrum der RuBPCarboxylase/Oxygenase (RubisCO).
66
Was wird im Xylem transportiert? Wo erfolgt die Aufnahme? (2020)
- Wasser und anorganischen Salzen Xylem transportiert, außerdem haben die eine Stutzfunktion.
- Alles werden in den Wurzeln aufgenommen und der Transport erfolgt aufwärt von Wurzel zum
Blatt/Spross Wasserpotenzialgradienten entlang.
67
Fur die Synthese der Hexosen im Cytoplasma, die als Saccharose in die Sinkorgane
transportiert werden, werden nachts & tagsuber jeweils andere Metabolite aus den
Chloroplasten heraus transportiert. (1. MAP‘20)
→ richtig?
- Tagsüber wird Triosephosphat (aus dem Calvin-Zyklus)in der Cytosol zu Saccharose umgebaut
- Ziel der Triosephosphat ist Lagerung in den Vakuolen oder umbau in Transportzucker für
transport.
- Nachts wird Stärke in Chloroplasten abgebaut und zur Maltose gewandelt, die über MEX1-
Transporter transportiert werden. Alternativ zu Glucose, die über Glucosetranslokator,
ins Cytosol reingelassen wird.
68
Das in der Glykolyse produzierte NADH wird unmittelbar in die Mitochondrien transportiert.
(2020)
→ falsch.
- NADH kann nicht direkt in die Mitochondrien transportiert werden, da passenden Transportern
fehlen, es muss erst zum Pyrovat gewandelt werden (alternativ Malat in C4/Cam-Pflanzen)
- NADH wird in der Mitochondrium gebildet.
- Mithilfe Dephosphorylierung von Substraten und Reduktion zu NADH durch Substratoxidation
dient Glykolyse als Netto-ATP-Gewinnung
69
Die in der Atmungskette der Mitochondrien freigesetzten Energie wird in Form eines K⁺-
Gradienten zwischen dem Intermembranraum und der Matrix fur die ATP-Sythese zur
Verfugung gestellt. (2020)
→ falsch.
- Es handelt sich um aufbau einer Protonengradient, die durch ETK der Mithochondire aufgebaut
wird. Die Protonen im Intermembranraum dient die ATP-Synthetase zur ATP-Produktion
- Kalium spielt hier keine Rolle
70
Die in der Atmungskette der Mitochondrien freigesetzten Energie erzeugt einen H⁺-Gradienten
uber die innere mitochondriale Membran, wobei sich die Protonen in der Matrix anreichern.
(2020)
→ falsch.
- Die Intermembranraum ist die lokation der Protonengradient
- Von dort strömt die protonen über ATPase zurück ins Matrix und treibt dadurch die ATP-synthese.
71
ATP ist eine sehr nutzliche Energieform fur die Zelle, weil die Energie des ATPs durch eine ETK
weitergereicht wird und auf NADPH weiter getragen werden kann. (2020)
→ falsch.
– Die universelle einstazbarkeit der ATP macht die Energiform besonders Nutzlich, es ist zudem
schnell zugreifbar in der Zelle und kann für die Zelle in eingestufte/passende menge angeboten
werden.
- Aufgrund der ETK in der Mitochondrie wird einem Protonengradient im Intermembranraum
aufgebaut die die ATPase als treibende kraft dient. Dadurch werden ATP gebildet.
- ATP nimmt aber nicht in der ETK teil und die NADPH dient eher anabolen Synthesen.
- ATP und NADPH sind beide Produkte aus der Photosynthese, ATP kann aber auch in der
lichtunabhängige Mitochondrien gewonnen werden.
72
Nennen Sie 7 Mikronahrstoffe und erlautern Sie deren Funktion. Nennen Sie 6
Makronahrstoffe und erlautern Sie deren Funktion. (2020)
→ MAKRO:
1) Kalium: Cofaktor vieler Enzyme + Kation fur Turgor + Stomataoffnung,
2) Schwefel: Komponente im Cystein usw. + Bestandteil von Fettsauren + Proteinfaltung,
3) Stickstoff: Bestandteil von AS, Nukleinsauren usw + Chlorophyll,
4) Phosphor: Komponente in Zuckerphosphaten, Nukleinsauren + Schlusselrolle als ATP/ADP +
Bestandteil von Membranen,
5) Magnesium: in Phosphat-Transfer Enzymen benotigt + Bestandteil im Chlorophyll-Molekul,
6) Calcium: Bestandteil der Mittellamelle + second messenger + Cofaktor fur einige Enzyme der
ATP-Hydrolyse
→ MIKRO:
1) Chlor: fur Photosynthesereaktion + Osmoregulation,
2) Eisen: Bestandteil von Cytochrom & nicht-HamEisen-Proteinen der Photosynthese; Stickstofffixierung; Respiration,
3) Bor: Zellwandsynthese (Zellwachstum); Zellstreckung,
4) Mangan: Cofaktor im PSII + fur Aktivitat von manchen Dehydrogenasen/Decarboxylasen,
5) Natrium: Regeneration von Phosphoenolpyruvat in CAM- & C4-Pflanzen,
6) Kupfer: Plastocyanin; Aktivator z.B. fur
Ascorbat Oxidase + Bestandteil von Cytochrome-Oxidase usw,
7) Molybdan: Bestandteil von Nitrogenase, Nitratreduktase
+ Stickstoff-Fixierung
Mikronahrstoffe: Fe, Mo, Cu, Zn, Mn, B, Cl → Katalysatorfunktion
Makronahrstoffen: N, O, C, H, S, P K, Mg, Ca → Strukturfunktion
73
Eisenmangel tritt jeweils zuerst in den jungeren Blattern auf. (2020)
→ richtig.
Eisen bewegt sich nicht in Phloem und kann deswegen nicht recycelt werden, wodurch jüngere
Blätter zuerstan mangel leidet.
- Ein Art Reservoir ist im älteren Blätter noch zur Verfügung und die werden deswegen
später/weniger an Mangel beeinflüsst.
- Fe muss aber immer neu aus dem Boden aufgenommen werden
- Mangelfälle zeigt sich als interkostale Chlorose und inhibiert die Chlorophyllsynthese.
74
Ein Mineralüberschuss, z.B. Phosphat oder Kupferüberangebot ist fur Kulturpflanzen nicht
schädlich, da sie die uberschüssigen Mineralien aus der Zelle heraus transportieren konnen.
(2020)
→ falsch.
- Da Pflanzen nur wenig Kupfer benötigen ist überschuss oft sehr toxis.
- Phosphatüberschuss bewirkt, dass Stoffwechselprozesse negativ beeinflüsst wird.
- Toxische reaktionen oder schaden ist auch zu beobachten beim zb. Überdünnung der Boden.
Exporter sind in diesem Fall nicht ausreichend um ein Mangelphänotyp zu verhindern.
75
Bei Phosphatmangel verhilft sich die Pflanze durch Ansäuren des Bodens, da dadurch die
Phosphattransporter aktiviert werden. (2020)
→ falsch.
- Es werden keine Phosphattransporter aktiviert.
- Bei Phosphatmangel wird aber das Boden Angesäuert (durch ausscheidung von Citrat oder
organische Säuren wie Phenole), da der anteil an lösliche (und damit zu verfügung stehende)
Phosphat im boden steigt.
- Es werden Calcium-, Eisen(III)-Phosphat-Kristalle von Malat/Citrat gebunden und Phosphat
freigegeben.
- Viele Pflanzen arbeiten zudem mit Pilzen zusammen (in Symbiose) um lokale Verarmungszonen
um die Würzel zu “schließen”.
- Die kleinste Bodenporen ist nur mithilfe Symbionten zu erreichen – dadurch wird Phosphatmangel
reduzier.
76
Der Mangel an Kalium und Magnesium zeigt sich in Pflanzen jeweils zuerst in den älteren
Blättern.
(VL, 1. MAP‘20)
→ richtig.
- K und Mg können sich im Phloem bewegen, sodass es beim Mangel relokalisiert werden kann.
- Dadurch gelangt die K und Mg in meristematisch aktive Gewebe was für ältere Blättern ungünstig
ist.
- K-Mangel zeigt sich als Nekrose am Blattrand und Mg-Mangel als interkostale Chlorose.
77
Die Stickstoffaufnahme der Pflanzen aus dem Boden erfordert jeweils unterschiedliche
TransporterIsoformen fur die unterschiedlichen N-haltigen Ionen. (2020)
→ falsch.
- In diesem Fall geht es um homologen Transportern, nicht Isoformen.
- Es gibt aber unterschiedliche Nitrat- und Ammoniumtransporter.
- Von Nitrattransportern gibt es Hochaffinitäts- und Schwachaffinitätstransporter.
- Hochaffinitätstransport nimmt Nitrat in Wurzeln und Zellen auf, aber nur Nitrat in geringen
Konzentrationen.
- Schwachaffinitatstransportsystem nehmen nicht-sättigende Auf, haben dagegen eine hohe
Transportkapazität.
- Die Aufnahme wird in Abhangigkeit zur Verfugbarkeit und Akkumulation in den
Zellen kontrolliert.
78
Pflanzen nehmen Stickstoff in Form von Nitrat, Nitrit, Amiden und Ammonium aus der
Umgebung der Wurzel auf. (2020)
→ falsch.
- Pflanzen kann nie N2 aus der Luft fixieren, nur als Nitrat (NO3−) oder Ammonium (NH4+)
aufnehmen.
- Nach Nitrataufnahme wird Nitrat zur Nitrit reduziert mithilfe die Nitratreduktase.
- Amide werden nicht von den Pflanzen aufgenommen.
79
Bei der N- und S-Assimilation ist der hohe Energieaufwand des Transports und der Reduktion
beider Elemente gemeinsam. Die N- und S-Assimilation findet dennoch in denselben Zellen
statt. (2020)
→ richtig.
– Die N- und S Assimilation ist mit Einsatz von ATP verbunden, indem die Reduktion von N und S aus
Nitrat und Sulfat viel Energie braucht.
- ATP wird für sowohl fur Transport als auch fur Reduktionsschritte benötigt.
- Die Assimilationsvorgängen finden in Wurzelzellen und/oder Blattzellen
statt.
- Photoassimilationsreaktionen läuft ab, wenn Photosynthese einen Uberschuss an
Redoxaquivalenten (NADPH, Ferredoxin) produziert.
- Die Reduktion braucht größe Menge an NADPH bzw. Ferredoxin.
- Weitere Katalytische schritte sorgt für den Einbau von Stickstoff oder Schwefel in Aminosauren, die
Energie stammt aus dem Umsatz von ATP bzw. der Aktivierung mit CoA.
- zb. Kostet der Assimilation von Stickstoff rund ¼ der gesamte Energiaufwand der Pflanze, obwohl
Stickstoff nur 2% der Trockenmasse ausmacht.
80
Da alle Pflanzen mit Bakterien im Boden in Kontakt kommen können, profitieren alle Pflanzen
immer von der bakteriellen N2-fixierenden Nitrogenase. (2020)
→ richtig?
- Viele Bodenbakterien sind Stickstofffixierende und reduzieren Stickstoff (N2) zu Ammonium
- Ammonium steht dann für alle Organismen im Boden zur Verfugung.
- Ammonium wird dann in Nitrit und später Nitrat umgesetzt.
- Nitrat ist die größte Stickstoffquelle der Pflanzen, kommt in Boden oft vor und ist Mobiler als
andere Quellen.
- Pflanzen profitieren zumindest indirekt von der bakteriellen N2-fixierenden Nitrogenase im Boden,
alternativ treten die mit Symbionten direkt in verbindung (zb.
Knollchenbakterien) und profitieren direkt davon.
81
Fehlende Mineralien konnen durch erhohte Photosyntheseleistung kompensiert werden. (2020)
→ falsch.
- Mineralienaufnahme und Photosynthese sind unabhangig voneinander.
- Photosynthese liefert Assimilate und Energie, löst aber nicht Mangel an essenzieller Mineralien, da
deren Funktionen nicht von andere Elementen ersetz werden können.
- Mineralien werden oft in Form von Ionen aufgenommen und deren Funktion in der Pflanze ist sehr
spezifisch, dadurch nicht von andere ersetzbar.
82
Mineralien sind fur Pflanzen essentiell und konnen nicht durch erhohte Photosyntheseleistung
kompensiert werden. (2020)
→ richtig.
- Mineralienaufnahme und Photosynthese sind unabhangig voneinander.
- Photosynthese liefert Assimilate und Energie, löst aber nicht Mangel an essenzieller Mineralien, da
deren Funktionen nicht von andere Elementen ersetz werden können.
- Mineralien werden oft in Form von Ionen aufgenommen und deren Funktion in der Pflanze ist sehr
spezifisch, dadurch nicht von andere ersetzbar.
- Da Pflanzen photoautotroph sind, können die aus Mineralnahrstoffen ihre Gesamtausstattung an
Biomolekulen produzieren
83
Welche drei Kriterien mussen erfullt sein, um einen Nahrstoff als „essentiell“ einzustufen?
(2020)
→ Der Lebenszyklus ist durchbrochen, wenn ein Element als unterreprasentiert gilt.
→ Die Funktion des Elements kann nicht ersetzt werden.
→ Dem Nahrstoff kann eine bestimmte Funktion zugewiesen werden.
-- Da Pflanzen photoautotroph sind, können die aus Mineralnahrstoffen ihre Gesamtausstattung an
Biomolekulen produzieren
84
Der basipetale Auxintransport ist fur den Phototropismus und der akropetale Transport fur
den Gravitropismus wichtig. (2020)
→ richtig.
- Auxintransport im Parenchym verläuft basipetal und polar, also von Zelle zu Zelle (= vom
Apikalmeristem Richtung Wurzel).
- Erhöhung der Auxinkonzentration fuhrt auf der lichtabgewandte Seite zur schnellere Wachstum
durch Zellstreckung, sodass sich die Spitze zum Licht hin krummt – das nennt man positiver
Phototropismus.
- Gravitropismus beschreibt eine Orientierung des Wachstums am Schwerefeld der Erde, hier wird
Auxin akropetal bis zur Wurzelspitze transportiert. Es wird dort Epidermis und Cortex der Wurzel
weitergeleitet.
85
Auxin und Cytokinin konnen nie antagonsitisch wirken, da sie Wachstumshormone sind. (2020)
→ falsch.
- beide Hormone sin zwar Wachstumshormone, aber wirken Antagonistisch
- Also unterdrückt Cytokinin Auxinabhangige Vorgange und umgekehrt.
- Das Verhaltnis an Hormonen entscheidet welsche Gewebetyp ausgebildet wird, Cytokinin führt zu
Sprosswachstum und Auxin fordert das Wurzelwachstum
- Cytokinin-Abbau wird von Auxin induziert und das Cytokininsignal hat in der Pflanze damit
weniger einfluss.
86
Pflanzliche Mutanten, die entweder einen Defekt im Abbau des Cytokinins oder einen Defekt in
der Signaltransduktionskette vom Cytokinin besitzen, zeigen denselben Phanotyp. (1. MAP‘20)
→ falsch.
- Nicht ganz.
- Cytokinin-Mangel, durch große Abbau des Cytokinin, treten als größere Würzelwachstum und
vermindertem Sprosswachstum auf.
- Cytokinin-Überangebot, durch höhere Syntheserate, treten als reduziertes Würzelwachstum, mehr
Auswuchs von Seitentrieben und verzögerte Seneszenz auf.
- Cytokinin-Mangel und -Uberangebot bewirken also antagonistische Effekte.
- Defekt im Abbau von Cytokinin entspricht der Cytokinin-Überangebot Phänotyp, da das Cytokinin
sich Akkumulieren.
- Defekt in der Signaltransduktion entspricht dagegen der Cytokinin-Mangelzustand und deren
Phänotyp, die Signalweg und damit Produktion an Cytokinin leidet.
- Also: Die zeigen NICHT gleiche Phänotyp aus.
87
Fällt eines der wachstumsfordernden Phytohormone durch Mutation oder Hemmung aus,
kann seine physiologische Wirkung in Pflanzen dank der synergistischen Wirkweise der
Hormone kompensiert werden.
(VL, 1. MAP‘20)
→ falsch.
- ein Zusammenwirken mit gegenseitiger Verstärkung ist als Synergismus zu bezeichnen.
- Die synergetische wirkung manche Hormonen kann aber nicht einem Ausfall eines
Interaktionspartners kompensieren.
- Alle Hormone, auch die die in Synergien mit anderen auftreten zb. Gibberelline und Auxine für
Längenwachstum, haben eigene und specefische Aufgaben, die sich nicht durch der Partner
kompensieren lässt.
88
Während der hormon-kontrollierten Speicherstoffmobilisierung der Gräser-Karyopse
induziert in der Aleuronschicht synthetisiertes Gibberellin die Aktivierung von Genen im
Endosperm, die fur hydrolysierende Proteine kodieren. (2020)
→ richtig.
- Synthese der Gibberilline passiert in unreifen Samen. Gibberilline wird von der Embryogewebe
abgegeben (wahrend des Quellens), und beim Aleuronschicht in der Endosperm abgenommen,
- In der Aleuronschicht findet die Produktion der α-Amylase statt, die ins Endosperm diffundiert und
dort die Stärke abbaut.
89
Die Beobachtung ist zutreffend, dass eine Verringerung des Wasserpotentials und eine
Erhohung des stomataren Widerstandes in der Regel immer mit einer Absenkung des Gehaltes
an Abscisinsaure korrelieren, um den Wasserstress aufzuzeigen. (2020)
→ falsch.
- Beim Wassermangel steigt der Abscisinsauregehalt (ABA) an, da ABA eine Stresshormon ist.
- ABA ist im Zusammenhang mit der Regulation des Wasserhaushaltes (Signal fur die
Wasserverfugbarkeit) beteiligt.
- Stormatawiedertand steigt beim Wasserstress bsz. die Stomata sind geschlossen, dadurch ist
Wasserpotenzial der Blätter niedrig und der ABA-Gehalt hoch.
90
Abscisinsaure ist ein wichtiges Enzym bei der Wahrnehmung des Wasserpotenzials in den
Zellen und verhindert die zellulären Prozesse der Austrocknung wahrend der Samenruhe. (1.
MAP‘20)
→ falsch.
- ABA ist keine Enzym sondern ein Phytohormon.
- Wassermangel führt zu anstieg der ABA-Gehalt im Blatt, innerhalb weniger Stunden,
ausgelost durch reduktion des Turgors.
- Dazu ist ABA gehalt hoch in Samen, sodass die stressresistenten Ruhezustanden (Samenruhe)
aufrecht gehalten wird.
- ABA ist gegenspieler (antagonist) zur Wachstumsfördernde Phytohormone (GA) und durch die
wachstumsinhibierung wird Samenruhe aufrechtgehalten.
91
Der pflanzliche Embryo hat bereits die Morphologie der Pflanze, nur im Kleinformat. (2020)
→ falsch.
- Organbildung in Pflanzen passiert meistens nach Abschluss der Embryogenese, sodass die Pflanze
die Organengröße, Anzahl und gestalt an die Umwelt anpassen könnt
- Im gegensatz zu Tieren, wo die meisten Organen bereits im Embryo vorhanden ist.
- Die flexibilität ist eine Schlüsseneigenschaft der Pflanze in der Evolution
- Bei Adulte Pflanzen befindet sich undifferenzierte 'Stammzellen' in den Spross- und Wurzelspitzen
(apikale Spross- & Wurzelmeristeme), dort wird in erwachsene Pflanzen neue Gewebe gebildet nach
der postembryonalen Entwicklung.
- Aus der Sprossapikalmeristem wächst Blätter oder Blüten, aus der Würzelmeristeme die Würzeln.
- Die adulte Pflanze unterscheidet sich dementsprechend in der Morphologie stark vom Embryo.
92
Das meiste Gewebe, das postembryonal ausgebildet wird, stammt von wenigen kleinen
Zellverbanden ab, die sich an der apikalen Wurzel- und Sprossspitze befinden. (VL, 1. MAP‘20)
→ richtig.
- Undifferenzierte 'Stammzellen' befinden sich in den Spross- und Wurzelspitzen (apikale Spross- &
Wurzelmeristeme), dort wird in erwachsene Pflanzen neue Gewebe gebildet nach der
postembryonalen Entwicklung.
- Aus der Sprossapikalmeristem wächst Blätter oder Blüten, aus der Würzelmeristeme die Würzeln.
- Die adulte Pflanze unterscheidet sich dementsprechend in der Morphologie stark vom Embryo.
93
Salatsamen keimen unter grünem Lichteinfluss. (2020)
→ falsch.
- Nicht grün sondern Rotlichteinfluss einer Wellenlange von 660nm ist für Salatsamen und deren
keimung entscheident.
- Inaktive Phythochrom absorbirt Hellrotes (Pr) Lichtdie zur einer Konformitätsänderung führt in
Form von aktiven Phythochrom (Pfr) – dadurch wird die Keimung induziert.
94
Die Schattenvermeidungsreaktion der Pflanzen ist durch veränderte Verhaltnisse von rotem
zu dunkelrotem Licht bei unterschiedlichen Anzuchtbedingungen erklärbar, obwohl sich das
Spektrum des Sonnenlichtes nicht andert. (2020)
→ richtig.
- Spektrum das Sonnenlichts bleibt gleich, aber die belichtung der Pflanze ist unterschiedlich je nach
ob der Pflanze im direkten Licht oder schatte stehen.
- Im schatten ist teile der Lichtspektrum von obenleigende Blättern schon absorbiert (Hellrot und
Blau), deswegen erschein die rote Wellenlängen dunkler (Dunkelrot licht anteil steigt).
- Phytochrom reagiert darauf (Wechselt zur aktive Form = Pfr) und induziert eine extensivem
Sprosswachstum in die Pflanze in der höhe bringt um bessere Lichtbedingungen zu erreichen =
schattenvermeideungsreaktion.
- Auch Fläche der Blättern werden kleiner und die Verzweigung der Sprosse reduziert.
- Viel dunkelrotes Licht ist eine Zeichen für benachbarten Konkurrenten
95
Spinat kann nicht in den Tropen blühen. (2020)
→ richtig.
- Spinat ist eine Langtag-Pflanze und wird nicht in den Tropen Blühen, idem der Tageslänge dort
einfach zu kurz ist, um die Blühen zu indizieren.
- Langtagpflanzen bluhen in der Regel nur mit rund 16h beleuchtung pro Tag.
- Photoperiodismus erklärt bei manche Pflanzen auch warum bestimmten Breitengraden für
wachstum geeigenet ist, indem zb. Die tangeslänge und damit licht nie lang genug wird.
96
Fur Pflanzen sind bisher keine Mutanten mit Defekten in den Blaulichtrezeptoren identifiziert
worden, da die beiden Blaulichtrezeptoren Phototropin & Cryptochrom sich kompensieren
können. (VL, 1. MAP‘20)
→ falsch.
- Die Blaulichtrezeptoren haben manche ähnliche Funktionen z.B. Inhibition der
Hypokotylverlängerung, sind aber auch unterschiedliche und könnt nicht immer einander
kompensieren.
- Phototropin ist u.a. für die Phototropismus und Stormatafunktion wichtig
- Cryptochrom speilt eine Rolle bezüglich regulierung der Blühung und elongation der Sprosse beim
Photomorphogenese.
- Die Genen wurden mithilfe Photorezeptordefiziente Mutanten entdeckt worden
- Mutanten ohne Rektion auf Blaulicht: PHOT1 / PHOT2 (nph) keine Phototropismus, könnt auch →
nicht kompensiert werden.
