Klausurfragen 2020 Flashcards
Zu dem Bereich/Kompartimenten auserhalb des Cytoplasma gehoren Vakuolen, Zellwand und
Endoplasmatisches
Retikulum. (2020)
→ falsch.
- Vakuole und ER sind Organellen die ins Cytoplama liegen
- Zellwand ist durch die Plasmamembran vom Cytoplasma getrennt.
Eine einzige Membran umschliesen Peroxisomen, Endoplasmatisches Retikulum und
Mitochondrium. (2020)
→ 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).
Die Organellen Zellkern, Peroxisomen und Plastiden besitzen genetische Informationen. (2020)
→ 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.
Das Endoplasmatische Retikulum verbindet durch Vesikeltransport die Vakuole, Plastiden und
Plasmamembran.
(VL, 1. MAP ‘20)
→ falsch.
- Das ER verbindet NICHT die Plastiden.
- ER verbindet durch Vesikeltransport u.a. die Vakuole, Peroxisomen, Transportvesikel, den GolgiApparat & Plasmamembran.
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)
→ 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.
Bedeutet dies dann, dass ATPasen Primärtransporter und ATP-Synthasen Sekundärtransporter
sind? (2020)
→ 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.
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)
→ 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)
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)
→ 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.
ATPasen und Kanal-Proteine konnen fur erleichterte Diffusion sorgen. (2020)
→ 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)
Die Proteinkanale dienen der erleichterten und energieunabhangigen Diffusion von
Metaboliten oder Mineralien durch die Membran, konnen aber durch einen
Schliesmechanismus („gating“) reguliert werden. (2020)
→ 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.
Biomembranen sind selektiv permeable. Sie lassen Ionen und Nahrstoffe kontrolliert
passieren, halten aber das Wasser in der Zelle zuruck. (2020)
→ 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.
Die Zellwande sind essentiell, da mit ihnen die Zelle die Aufnahme und das Ausschleusen von
Substanzen kontrollieren kann. (2020)
→ falsch.
- Plasmamembran ist kontrollbarriere für aus- und eingeschleusen von Substanzen.
- Zellwande sind als Exoskelett essentiell fur Pflanzen.
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)
→ 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.
Die Mittellamelle verbindet die Zellwande der benachbarten Zellen und enthalt einen hohen
Pektingehalt.
(2020)
→ richtig.
- mittellamelle ist auserste und somit Grenzschicht zwischen benachbarten Pflanzenzellen
- Es wird zuerst syntetisiert und verbindet Zellwände
- Pektin dient zu festigung und wasserregulation
Die SaccharoseSynthase liefert das Substrat fur die Synthese der Cellulose an der
Plasmamembran. (2020)
→ 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.
Die Hemicellulose ist als flexibles Polysaccharid Bestandteil des innerzellularen Cytoskeletts
und sorgt fur Verbindungen mit den Cellulosemikrofibrillen. (VL 2020)
→ falsch.
- Hemicellulose machen Verbindungen zwischen den Cellulosemirkofibrillen
- Ist teil der Exoskelett, NICHT interzellulare Cytoskelett
- Zum innerzellularen Cytoskelett gehoren stattdessen Mikrotubuli,
Actinfilamente und Intermediarfilamente.
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)
→ richtig.
- Primärwand sichert hohe Elastizitat und Reisfestigkeit
- und die Sekundärwand sichert mechanischen stabilität, da der Wand Ligning beeinhält.
Der Turgor des Zellinhaltes des Protoplasten veranlasst die elastische umkehrbare Dehnung
der Zellwand, wodurch es zur Streckung der Zellwand kommt. (1. MAP‘20)
→ 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.
Die starke Wasserpotenzialdifferenz zwischen Cytoplasma und Vakuole ist die Ursache fur das
Entstehen des Turgordrucks. (2020)
→ 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.
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)
→ 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.
Chlorophyll a absorbiert Lichtenergie im gelb-grünen Bereich. (2020)
→ 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.
Die Lichtabsorptionseigenschaften der Chlorophylle a & b tragen dazu bei, Chl a
Anregungsenergie auf Chl b übertragen kann. (VL, 1. MAP‘20)
→ 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.
Die Fluoreszenz einer Chlorophylllosung ist gegenuber einer Thylakoidmembransuspension
mit derselben Chlorophyllkonzentration immer hoher. (2020)
→ 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.
Die mobilen Elektronencarrier der photosynthetischen ETK sind Ubiquinon und Cytochrom C.
(2020)
→ 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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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
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.
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
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)
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).
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
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.
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).
