Växtfysiologi Flashcards

1
Q

Ge viktiga tidpunkter i växternas evolution

A

475 miljoner år sedan, de första landväxterna
420 miljoner år sedan de första vaskulära växterna
305 miljoner år sedan, de första (utdöda) plantorna med fröer

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
2
Q

Vad behöver växter för att klara av att leva på land?

A

ökat skydd mot uttorkning
minskat beroende av vatten för reproduktion
ökad stabilitet via specialceller: xylem och floem som bildar stabila strukturer, cellulosa, högt tryck i vakuolen.
ökad transport av vatten och näring, eftersom inte alla celler nu har kontakt med vatten behövs ett system som transporterar dessa till olika delar av växten.
ökad storlek och ökad yta för absorbans (bladen), för att bättre klara sig i konkurrensen.
bättre upptag av näring och vatten från miljön, vilket löses av rotbildning. Rötter, istället för rhizoider, utvecklades för 370-270 miljoner år sedan i samband med att det vaskulära transportsystemet utvecklades. Rötter är mer effektiva.

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
3
Q

Vad är gymnospermer?

A

Så kallat nakenfröiga växter. Barrväxter (främst), gnetum, gingko, kotte-palmer. Dessa vet man inte så mycket om, och de är svåra att forska på eftersom de pga stora mängder introner har gigantiska genom.

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
4
Q

Vad är angiospermer?

A

Gömfröiga växter. Sätter frö inneslutna i en frukt. De viktigaste för oss, eftersom dessa är majoriteten av alla nyttoväxter.

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
5
Q

Vad skiljer livscykeln i växter från den i djur och människor?

A

Växter har en livscykel som inkluderar en flercellig, haploid gametofyt generation vilket djur saknar. Hos många växter är detta stadium idag svårt att urskilja eftersom det kanske sker inne i moderplantan.

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
6
Q

Hur ser livscykeln ut hos grönalgen Ulva lactuca?

A

Ulva lactuca har två oskiljbara faser som båda ser ut som någon slags grön sallad. Den ena är dock en haploid gametofyt som genom mitos producerar haploida gameter, som sammansmälter till en diploid zygot. Den diploida zygoten växer upp till en diploid sporofyt, “sallads-fas”, som genom meios producerar haploida sporer, som genom mitos växer upp till haploida gametofyter.

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
7
Q

Hur ser livscykeln ut i mossor?

A

Mossor har stadierna haploid gametofyt och diploid sporofyt tydligt skilda från varandra. Den haploida gametofyten är det som ser ut som växten (den gröna tufsen). Genom mitos producerar gametofyterna som är hanar eller honor spermier i antheridium, eller äggceller i archegonium. En äggcell per archegonium. Spermierna simmar till äggcellen genom vatten exempelvis efter regn. Äggcellen blir befruktad och en diploid zygot bildas i toppen av hon-gametofyten. Denna zygot utvecklas sedan till en sporofyt (som fortfarande sitter kvar på moderplantan). Sporofyten bildar en kapsel, och i den bildas haploida sporer genom meios. Denna spor växer sedan upp till en ny gametofyt.

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
8
Q

Hur ser livscykeln ut i ormbunkar?

A

Hos ormbunkar är den diploida sporofyten själva “plantan”, det vi ser som ormbunke. Genom meios i särskilda strukturer som kallas sporangium producerar sporofyten haploida sporer. Dessa sporer växer sedan till en 2-5 millimeter stor gametofyt som kallas prothallus (den lilla hjärtformade prylen). Prothallus utvecklar både archegonium som producerar en äggcell, samt antheridium som producerar spermier. Äggen och spermierna produceras genom mitos. Spermier befruktar sedan ägget i archegoniumet, det bildas en zygot som växer upp ur archegoniumet och blir den nya diploida sporofyten.

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
9
Q

Hur bildas han-gametophyterna i angiospermer?

A

I blomman finns också ståndaren. I ståndaren finns mikrosporangium. I mikrosporangium bildas diploida microsporocyter genom mitos. Varje mikrosporocyt genomgår meios och bildar fyra haploida mikrosporer. Var mikrospor genomgår sedan mitos och producerar de haploida mikrogametofyterna(pollenkornen), där var mikrogametofyt innehåller en vegetativ cellkärna och 2 spermieceller.

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
10
Q

Hur bildas hon-gametofyterna i angiospermer?

A

I blomman finns pistillen, i pistillen bildas megasporangium, som genom meios bildas fyra megasporer. En megaspor genomgår sedan mitos och bildar den haploida megagametofyten, en embryosäck med 8 haploida cellkärnor, varav 2 stycken befinner sig i mitten av säcken och är s.k. polar nuclei. Två av de tre cellerna på ena sidan utvecklas till synergidceller, den tredje utvecklas till äggcell. De två cellkärnorna i mitten bildar den centrala cellen, som då är diploid (eftersom den har två haploida cellkärnor). De tre cellerna på andra sidan är de “antipodala cellerna” som inte riktigt verkar ha så mycket funktion.

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
11
Q

Hur sker pollinering?

A

Pollen som landat på pistillen börjar växa ut en pollenslang neråt in i pistillen. Den vegetativa cellkärnan stödjer utvecklingen av pollenslangen. Pollenslangen tar sig in i en av synergidcellerna som sedan levererar spermierna. En spermie befruktar äggcellen, som då blir en diploid zygot. Den andra befruktar centralcellen, som då blir triploid och utvecklas till endosperm (frövitan/matsäcken).

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
12
Q

Vad skiljer pollenspridningstaktiken i angiospermer från barrväxter?

A

Barrväxter som gran har inga blommor och är beroende av att vinden ska sammanföra pollen och äggcell. Därför producerar granar enorma mängder pollen, för säkerhets skull. Angiospermers användning av blommor ökar sannolikheten att pollen sprids till andra plantor av samma art, genom att med dofter och färger locka till sig insekter/fåglar som får pollenet på sig och för det vidare. Frön kan i sin tur också spridas på olika sätt, som med vinden (maskros, lönn), på/av djur (kardborrar, goda frukter), med vatten (kokosnöt som måste misshandlas först samt flyter, lotus), genom att fröskidan sprängs (lupiner) eller via människor (bönor, vete, körsbär).

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
13
Q

Beskriv utvecklingen av ett växtembryo

A

Så fort zygoten delat sig i två celler, har cellerna olika egenskaper. Den apikala cellen (den övre) utvecklas till cotyledoner. Den basala cellen utvecklas till suspensorn, som kan sägas vara en slags navelsträng för embryot, som sköter kontakten med moderplantan för överföring av näring. Den basala cellen delar sig åt ett enda håll och suspensorn blir inte så stor, jämfört med hur den apikala cellinjen utvecklas. Auxin som pumpas till den apikala cellen stimulerar den till celldelning. När embryot nått globulärt stadium och själv börjar producera auxiner, ändras transportriktningen och auxin transporteras till den basa cellen, som ger upphov till rotmeristemet.

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
14
Q

Vad kan vara en orsak att växter, jämfört med djur, är så outvecklade på embryostadiet?

A

Att de sitter fast på samma plats hela livet, och inte “vet” exakt vilka förutsättningar som kommer finnas, betyder att de behöver ha en stor anpassningsförmåga. De behöver vara flexibla i sitt växtsätt genom hela livet. Hemligheten bakom växters flexibilitet är att de har aktiva meristem (typ stamceller) hela livet.

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
15
Q

Vad är meristem?

A

Områdena som innehåller stamcellerna. Beroende på vilka signaler som skickas till stamcellerna utvecklas deras dotterceller åt olika håll. (bladanlag, rotanlag osv.)

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
16
Q

Vad är en reportergen?

A

En artificiell promotor kopplad till läsram som kodar för flourescerande protein. Promotorn aktiveras t.ex. av auxin i växten, och man kan då se var i växten det finns auxiner.

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
17
Q

Vilka egenskaper kan miljön påverka?

A

Groning
Antal blad, sidogrenar och sidorötter
Tidpunkt för blomning

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
18
Q

Vilka egenskaper påverkar miljön inte?

A

Embryots form

Antal blom-organ (i blomman) och deras ordning (organisation i blomman)

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
19
Q

Hur kan ljus påverka en växt?

A

Små fröer vill känna ljus för att börja gro, annars kommer inte grodden nå upp över ytan innan den får slut på energi. Stora fröer däremot vill ofta ha mörker, då vet de att de är tillräckligt djupt ner för att den stora planta de ska växa till kommer kunna stå stabilt.

En groddplanta som får mycket ljus dämpar sin tillväxt, så den inte blir sladdrig, eftersom den inte behöver sträcka sig mer för att få ljus. Om en groddplanta däremot skuggas av närliggande plantor sätter den fart och skjuter i höjden för att få tillräckligt med ljus.

Ljus kan också påverka placeringen av kloroplaster i cellen. Om det inte finns något ljus kan kloroplasterna ligga varsomhelst, de får ändå inte något ljus. Om det är “lagom” mycket ljus organiseras kloroplasterna mot membranet för att utnyttja ljuset. Är det för mycket ljus staplas kloroplasterna så att så få som möjligt utsätts för direkt ljus, för att skydda dem från skador.

Ljus inducerar öppning av klyvöppningar (stomata) eftersom det indikerar att det är dag och dags att kunna fotosyntetisera, då behöver växten öppna stomatan.

Circadian rhythm regleras även i växter av ljuset. När växten ska fotosyntetisera och inte t.ex.

Dagslängden hjälper växten avgöra vilken årstid det är, och när det är dags att börja blomma.

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
20
Q

Vad är vernalisering?

A

Att frön måste utsättas för kyla innan de kan börja gro. Detta är en regleringsmekanism för att inte frön ska börja gro på sensommaren/hösten när miljön i övrigt är tillåtande, men växten inte skulle hinna nå blomning innan den fryser ihjäl. Därför behöver fröerna utsättas för kyla (“vinter”) för att börja gro! Höstvete exempelvis. Det kan också vara så att en period av kyla krävs för att en redan utvecklad växt ska blomma nästa år.

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
21
Q

Vad är homeotiska mutationer?

A

Mutationer som gör att kroppsdelar växer fram på fel plats. Antennapedia mutant i drosophilia har ben istället för antenner. Många av våra vackra dekorationsblommor som har många kronblad har kronblad istället för pistill och ståndare.

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
22
Q

Vad är den genetiska styrmekanismen bakom utveckling av blomorganen?

A

Tre gengrupper, A, B och C, interagerar med varandra. A hämmar C och C hämmar A, så A och C uttrycks inte på samma plats på en gång. A leder till foderblad, AB leder till blomblad, BC leder till ståndare och C leder till pistiller. En mutation som tar bort C gör då att vi bara får dubbla foderblad och dubbla kronblad, som en del av våra prydnadsblommor.

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
23
Q

Vad är definitionen av växthormoner?

A

Naturligt förekommande organiska ämnen som i låga koncentrationer påverkar tillväxt och/eller utveckling.

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
24
Q

Vad krävs för att en substans ska räknas som växthormon?

A

Att det finns en tillhörande komplett signalkedja. Vissa växter kan tillverka ex phyto-östrogen, som (utan genmanipulation) inte har någon hormonell verkan eftersom det inte finns en signalkedja som hör ihop med substansen.

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
25
Vilka är stegen i en signalkedja?
Substans - [Konc.]-Receptor-Signalkaskad-Genaktivitet på/av- Fysiologisk respons-Konsekvenser
26
Vilka är de tre huvudkategorierna av försökssystem/försöksmetoder forskare använt sig av för studier av växthormoner?
Farmakologiska Analytiskt kemiska Genetiska
27
Hur fungerar den farmakologiska försöksmetoden?
Man häller en substans på en växt och ser vilket svar man får från växten (ex. ändrar växten tillväxtmönster?). Det är enkelt att utföra men desto svårare att tolka, eftersom tillväxt beror på så många faktorer och sker över tid. Det kan också vara svårt att avgöra den biologiska relevansen av en substans. Substansen kanske påverkar växten, men utan att veta om den finns naturligt i växten (eller i någon växt) kan man inte avgöra om det är en signalsubstans i växten. Det här var den tidigaste metoden för studier.
28
Hur fungerar den analytiskt kemiska försöksmetoden?
Man iakttar ett svar (en process) och försöker sedan hitta de substanser som ökat i mängd. Exempelvis, vilka substanser finns det mer av i växten, när det pågår mycket stamsträckning? Lättare att avgöra biologisk relevans eftersom man ju från början letar i växten och då inte tar hänsyn till substanser som inte finns där. Däremot kan det vara svårt att hitta alla/rätt substanser, eftersom vissa kan finnas i väldigt låga koncentrationer. Det kan också vara svårt att generalisera, bara för att en substans finns i en växt och verkar påverka processer i växten, behöver inte samma substans ha samma funktion i alla växter!
29
Hur fungerar den genetiska försöksmetoden?
Här tittar man på muterade exemplar, och försöker hitta vilka gener som skiljer sig från normala individer. Sedan försöker man ta reda på vilken genprodukt denna gen kodar för, och kan då dra slutsatser om vad denna substans har för effekt. Man kan också inducera punktmutationer och se vilken effekt det har på växten.
30
Vad syftade Darwins försök på vetegroddar till?
Att förstå växters rörelse. Darwin undrade hur växten vet var ljuset är.
31
Beskriv Darwins försök på vetegroddar
Darwin letade efter någon form av ”ögon” på växten, som kunde uppfatta ljus. Han började med att dissekera vetegroddar men hittade ingen särskild vävnad. Han märkte att om man tog bort spetsen på vetegrodden, slutade den böja sig mot ljuset. Han testade att sätta på en ”mössa” på spetsen, varpå den också slutade böja sig även om resten av grodden var exponerad för ljus! När han grävde ner hela grodden i rörlig lavasand, så bara spetsen stack upp, böjde den sig fortfarande. Darwin undrade då hur den rör sig. Han tänkte, och hade rätt i, att den växer olika fort på olika sidor. Han postulerade men kunde inte bevisa att det beror på ojämn tillväxt, och att det beror inte på ljuset i sig utan på en substans som fördelar sig olika i växten beroende på ljusexponering. Han kunde dock inte avgöra om substansen ökade eller minskade tillväxten. Andra forskare började sedan leta efter substansen.
32
Ge exempel på auxiner
IAA=indol-3-ättiksyra 4-Cl-IAA PA=fenylättiksyra IBA
33
Vad har auxiner för effekter på en växt?
Auxiner stimulerar stamsträckning. Kan också stimulera utveckling av s.k. adventivrötter, överdriven rotproduktion. Adventivrötter anläggs från pericykelceller, ett litet gäng celler i en ring i stammen/roten. Auxin gör att pericykelcellerna börjar dela sig och växer, bildar till slut ett rotanlag. Här har auxin påverkan på celldelning och cellsträckning. Pensling av auxin efter bortklippning av toppskott bibehåller apikal dominans och sidoskotten tar inte över. Auxin gör bryggor i cellväggen mindre kompakta, så mikrofibriler lättare kan dras isär, genom att ändra pH genom att stimulera införsel av H+-joner i cellväggen av ett protein i cellmembranet.
34
Vad är apikal dominans?
Toppskott är dominant över sidoskott, som vilar tills toppskottet av någon anledning inte finns kvar (klipp basilika).
35
På vilka två sätt kan cellsträckning stimuleras?
Genom att cellerna innanför cellväggen växer/sväller | Genom att cellväggen utövar mindre motstånd mot det som är på insidan (som exempelvis pga auxin)
36
Hur regleras auxinmängden i olika delar av växten?
Transport av auxin mellan celler är polär, transportproteinerna är ojämnt lokaliserade på ovan- och nedansidan av cellerna. Införsel upptill, utförsel nertill i cellerna, så auxin bara kan färdas åt ett håll.
37
Vilka processer påverkar hormonhalten i en cell?
Biosyntes - hur mycket tillverkas? Transport in i cellen Transport ut ur cellen Inaktivering - oxidativ nedbrytning, socker-konjugering, aminosyra-konjugering Av-inaktivering Transport in och ut ur vakuol - inaktivt i vakuolen, aktivt utanför vakuolen
38
Vad är dos-respons?
Hur mycket respons får jag för en viss dos
39
Dos-responskurva
För lite: inget händer, för mycket: cellen dör, optimum: ”mest” händer. Optimum för IAA: 10^-5 M
40
Vad har man använt den potentiella överdosen av auxiner till?
Man har skapat konstgjorda auxiner, som i höga doser dödar växter, och som växten inte riktigt känner igen och därmed inte kan bryta ner då det inte känns igen av växtens nedbrytnings-system. Dessa syntetiska auxiner som exempelvis 2,4-D; MCPA, 2,3,5-T har använts för herbicider. Dessa är dock miljö- och hälsofarliga och därför har användningen minskat. Dock säljs det fortfarande och används exempelvis för att bli av med ogräs i gräsmattan.
41
Vad är det smarta med att använda syntetiska auxin-härmare som herbicider?
Enhjärtbladiga växter tål dessa bättre än tvåhjärtbladiga, så exempelvis påverkas våra viktiga grödor vete, majs (samt gräs) m fl inte alls lika mycket som tvåhjärtbladiga ogräs.
42
Hur fungerar auxin-signaleringen?
En aktivator för en viss gen hämmas av en repressor. När auxin binder till repressorn signalerar det till proteinnedbrytande system att bryta ner repressorn. Aktivatorn är nu fri, och transkription kan börja. Auxinaktivering är därför de-repression, ”stäng av en avstängning”.
43
Beskriv effekten av Gibberella fujikori på risplantor
Gibberella fujikori är en svamp som producerar GA3 (gibberellinsyra 3). Svampen infekterade risplantager och GA3 stimulerade orimlig stamsträckning i risplantorna, som blev så långa att de vek sig. När de vek sig och kom ner på jorden (där svampen var) åt svampen upp plantan. GA3 var tillräckligt likt växtens eget GA-X (?) för att stimulera stamsträckning, men inte tillräckligt likt för att växtens regleringssystem skulle kunna känna igen substansen som något som behövde regleras(brytas ner), och det fick då ohämmad effekt.
44
Vad är effekterna av gibberellin?
Gibberellinsyror är kemiskt sett ganska lika auxiner. De stimulerar stamsträckning, frögroning och ökar fruktstorlek (spreja på druvor). När frön utsätts för vatten frigörs lagrat GA. GA stimulerar alfa-amylas, som bryter ner stärkelse till socker och tillgängliggör det som bränsle till grodden. Mutanter för gibberellinreceptorer eller syntesmutanter har defekt stamsträckning. Vitkål tros vara syntesmutant, ”kort och tjock”.
45
Hur fungerar gibberellinsignalering?
Som för auxin, gibberellin binder till en repressor som då bryts ner, aktivator kan do its thing. Andra proteiner och gener involverade!
46
Hur kan växter bekämpa insekter med ”hormonell krigsföring”?
Många växter har utvecklat en imitation av ”moulting hormone” som är nödvändigt för utveckling av insekter i förpuppningsstadiet. Imitationen binder till samma receptor som MH, men aktiverar inte signalkedjan, utan stänger av receptorn! Insekten utvecklas inte och dör förr eller senare.
47
Vad är effekterna av cytokinin?
``` Stimulerar celldelning Inhiberar vissnande (den evighetsväxande plantan som inte vissnade efter fröbildning) Stödjer bildning av klorofyll Stimulated cells in amaranth seedling to form large amounts of anthocyanins, turning the sprouts intensively red. ```
48
Hur kan cytokinin användas för växtförökning? Koppling till genetik?
Ett medium med cytokinin, auxin och närsalter kan få 1 växtcell att dela sig och växa till en cellklump av odifferentierade celler. Överförs denna klump sedan till ett medium med endast cytokinin kommer klumpen att skjuta blad. Dessa blad kan sedan tas som sticklingar, och drivas upp till nya växter. Alla växter från samma cell blir genetiskt identiska! Detta kan användas för att skapa transgena växter, om man lyckas skjuta in gener i den allra första ”ursprungscellen”. CK > A =skott, CK
49
Vad är effekterna av etylen/eten?
Eten stimulerar fruktmognad, inducerar blommans vissnande och aktiverar mekanismer som hjälper små plantor växa runt hinder. De små plantorna blir tjockare och börjar vrida sig lite huller om buller, inte bara rakt upp. Syntesen av eten är etenreglerad, så frukter som utsätts för en liiiiiten mängd eten börjar själva producera lite eten, som får en snöbollseffekt som kan leda till övermognad.
50
Vad är trippelrespons?
Grodden blir tjockare, kortare och mer krokig eftersom stamsträckningen saktas ner samtidigt som den blir tjockare. Hypocotylen blir kort och tjock, den apikala böjen blir mer överdriven och utvecklingen av rötter hämmas. Shoots become thicker, shorter and more crooked. Short and thick hypocotyl, exaggerated curved apical hook, short root.
51
Hur fungerar etenreceptorn?
En dimer-receptor där eten binder in mellan de 2 proteinerna. Receptorn är på när eten inte binder, av när eten binder.
52
Vad är effekterna av abskissinsyra?
Hämmar frögroning, vilket kan vara bra då de flesta växter vill hindra att fröet gror direkt på moderplantan (inte mangrove! Bebisen gror där fröet landar). Inducerar också stängning av klyvöppningar (stomata) vid vattenbrist genom att aktivera jonkanaler som styr osmosen, hur vatten diffunderar in och ut.
53
Vad är effekten av brassinosteroider?
Stimulerar cellsträckning. BR-mutanter (syntes/receptor) är dvärgar.
54
Vilka två egenskaper hos ljus kontrollerar phototropism?
Riktning (varifrån kommer ljuset) och intensitet (hur starkt är ljuset)
55
Vad är en kromofor/chromophore?
En ljusabsorberande molekyl.
56
Hur fungerar växters ljus-signalkedja?
Proteinet i sig kan inte absorbera ljus, men konformationsförändringar i kromoforen ger konformationsförändringar i proteinet, vilket aktiverar kinasaktivitet som phosphorylerar proteinet. Phosphate groups överförs till signalproteiner som påverkar genuttryck & distribuering av auxin i grodden.
57
What is a seed?
An embryo packaged with a supply of nutrients inside a protective coat.
58
What are rhizoids?
Mosses, liverworts and hornworts are anchored by rhizoids, which are long, tubular single cells(worts) or filaments of cells (mosses). Unlike roots, which are found in vascular plant sporophytes, rhizoids are not composed of tissues. Moss rhizoids also lack special conducting cells and do not play a primary role in water and mineral absorption.
59
What are the two types of vascular tissue?
Xylem, that conducts most of the water and minerals. Includes tracheids, tube-shaped cells that carry water and minerals up from the roots. The water-conducting cells in vascular tissue are lignified, that is, their cell walls are strengthened by the polymer lignin. Phloem, has cells arranged into tubes that distribute sugars, amino acids and other organic products.
60
What are roots?
Organs that absorb water and nutrients from the soil. Roots also anchor vascular plants to the ground, hence allowing the shoot system to grow taller. Root tissues of living plants closely resemble stem tissues of early vascular plants preserved in fossils. This suggests that roots may have evolved from the lowest belowground portions of stems in ancient vascular plants.
61
What are sporophylls?
Modified leaves that bear sporangia. These vary greatly in structure. Fern sporophyll are essentially the fern leaves. In most gymnosperms, groups of sporophylls form cone-like structures called strobili. The sporophylls of angiosperms are called carpels and stamens.
62
What are the advantages of reduced gametophytes?
Tiny gametophytes can develop from spores retained within the sporangia of the parental sporophyte. This arrangement can protect the gametophytes from environmental stresses. For example, they are sheltered from UV radiation and drying out. This relationship also enables the developing gametophytes to obtain nutrients from the parental sporophyte.
63
What are the evolutionary advantages of seeds?
Spores are usually single-celled, whereas seeds are multicellular, consisting of an embryo protected by a layer of tissue, the seed coat. Seeds can remain dormant for days, months or even years, spores have quite short lifespan. Seeds have a supply of stored food.
64
What types of sporophylls are stamens and carpels?
Stamens are microsporophylls: They produce microspores that develop into pollen grains containing male gametophytes. Carpels are megasporophylls: they produce megaspores that give rise to female gametophytes.
65
What cells are contained in the pollen grain?
One generative cell that divides into two sperm, and a tube cell that will form the pollen tube from the stigma into the carpel.
66
What is a tissue?
A group of cells consisting of one or more cell types that together perform a specialized function.
67
What is an organ?
An organ consists of several types of tissues that together carry out particular functions.
68
What are some advantages of having a compound leaf?
May withstand wind with less tearing | Confine pathogens to a single leaflet.
69
What are the three fundamental tissue types, making up roots, stems and leaves?
Dermal Vascular Ground
70
What is the function of the dermal tissue system?
It serves as the outer protective covering of the plant. Like our skin, it forms the first line of defense against physical damage and pathogens.
71
What is the function of the vascular tissue system?
To facilitate the transport of materials through the plant and to provide mechanical support.
72
What are the two types of vascular tissue, what are their functions?
Xylem conducts water and dissolved minerals upward from roots into the shoots. Phloem transports sugars, the product of photosynthesis, from where they are made (usually the leaves) to where they are needed or stored (usually roots and sites of growth like developing leaves and fruits).
73
What is the stele?
A collective name for the vascular tissue of a root or stem. The arrangement of the stele varies, depending on species and organ.
74
What is the ground tissue system?
Tissues that are neither dermal nor vascular. Ground tissue internal to the vascular tissue is known as pith, and ground tissue that is external to the vascular tissue is called cortex. It is not just filler: it includes cells specialized for functions such as storage, photosynthesis, support and short-distance transport.
75
What are the three main types of non-vascular differentiated cells?
Parenchyma, collenchyma and sclerenchyma.
76
What is the structure and function of parenchyma cells?
These have, when mature,primary walls that are relatively thin and flexible, and most lack secondary walls, they also have a large central vacuole. They perform most of the metabolic functions of the plant, synthesizing and storing various organic products. Photosynthesis occurs within the chloroplasts of parenchyma cells in the leaf. Some parenchyma cells in stems and roots have colorless plastids called amyloplasts that store starch. The fleshy tissue of many fruits is composed mainly of parenchyma cells. Most parenchyma cells retain the ability to divide and differentiate into other types of plant cells under particular conditions, during wound repair for example. It is even possible to grow an entire plant from a single parenchyma cell.
77
What is the structure and function of collenchyma cells?
These are grouped in strand that help support young parts of the plant shoot. They are generally elongated cells that have thicker primary walls than parenchyma cells, though the walls are unevenly thickened. Young stems and petioles often have strands of collenchyma cells just below their epidermis. Collenchyma cells provide flexible support without restraining growth. At maturity, these cells are living and flexible, elongating with the stems and leaves they support.
78
What is the structure and function of sclerenchyma cells?
These also function as supporting elements in the plant but are much more rigid than collenchyma cells. In sclerenchyma cells, the secondary cell wall, produced after cell elongation has ceased, is thick and contains large amounts of lignin, a relatively indigestible strengthening polymer that accounts for more than a quarter of the dry mass of wood. Present in all vascular plants but not in bryophytes. Mature cells cannot elongate, and occur in regions of the plant that have stopped growing in length. Sclerenchyma cells are so specialized for support that many are dead at functional maturity, but they produce secondary walls before the protoplast (the living part of the cell) dies. The rigid walls remain as a “skeleton” that supports the plants, in some cases for hundreds of years.
79
What are the two types of sclerenchyma cells, and where are they found?
There are two types, sclereids and fibers. Sclereids are boxier than fibers and irregular in shape, and have very thick, lignified secondary walls. These impart the hardness to nutshells and seed coats and the gritty texture to pear fruits. Fibers, which are usually grouped in strands, are long, slender and tapered. Some are used commercially, such as hemp fibers for making rope and flax fibers for weaving into linen.
80
What cells make up the xylem?
Two types, tracheids and vessel elements. These are tubular, elongated cells that are dead and lignified and functional maturity. Tracheids occur in the xylem of all plants. In addition to tracheids, most angiosperms as well as a few gymnosperms and a few seedless vascular plants, have vessel elements. When the living cellular contents of a tracheid or vessel element disintegrate, the cell’s thickened walls remain behind, forming a nonliving conduit through which water can flow. The secondary walls of tracheids and vessel elements are often interrupted by pits, thinner regions where only primary walls are present. Water can migrate laterally between neighboring cells through pits. The secondary walls of tracheids and vessel elements are hardened with lignin. This hardening provides support and prevents collapse under the tension of water transport.
81
Describe tracheids
Tracheids are long, thin cells with tapered ends. Water moves from cell to cell mainly through the pits, where it does not have to cross thick secondary walls.
82
Describe vessel elements
Vessel elements are generally wider, shorter, thinner walled, and less tapered than the tracheids. They are aligned end to end, forming long pipes known as vessels that in some cases are visible with the naked eye. The end walls of vessel elements have perforation plates that enable water to flow freely through the vessels.
83
What is the main difference between cells of the xylem and cells of the phloem?
Unlike the water-conducting cells of the xylem, the sugar-conducting cells of the phloem are alive at functional maturity.
84
What are the cells of angiosperm phloem?
These cells are called sieve-tube elements, a chain of which forms a sieve tube. Sieve tube elements are alive, but lack nucleus, ribosomes, a distinct vacuole and cytoskeletal elements. This reduction in cell contents enables nutrients to pass more easily through the cell. The end walls between sieve-tube elements, called sieve plates, have pores that facilitate the flow of fluid from cell to cell along the sieve tube.
85
What are companion cells?
Alongside each sieve-tube element is a nonconducting cell called a companion cell, which is connected to the sieve-tube element via numerous plasmodesmata. The nucleus and ribosomes of the companion cell serve not only that cell itself but also the adjacent sieve-tube element. In some plants, the companion cells in leaves also help load sugar into the sieve-tube element, which then transport the sugars to other parts of the plant.
86
What does intermediate growth mean?
A major difference between plants and most animals is that plant growth is not limited to an embryonic or juvenile period. Instead growth occurs throughout the plant’s life, a process called intermediate growth. Plants can keep growing because they have undifferentiated tissues called meristems containing cells that can continuously divide, leading to new cells that elongate and become differentiated. Except for dormant periods, most plants grow continuously.
87
What is determinate growth?
Most animals and some plant organs such as leaves, thorns and flowers undergo determinate growth - they stop growing after reaching a certain size.
88
What are the two main types of meristems?
Apical and lateral meristems.
89
What is the function of apical meristems?
These are located at root and shoot tips, and provide cells that enable primary growth, growth in length. Primary growth allows roots to extend throughout the soil and shoots to increase exposure to light. In herbaceous (non-woody) plants, it produces all, or almost all, of the plant body.
90
What is the function of lateral meristems?
The vascular cambium and cork cambium, one cell thick cylinders of dividing cells that extend along the length of roots and stems. These enable secondary growth, growth in thickness like woody plants that grow in circumference in the parts of stems and roots that no longer grow in length. The vascular cambium adds vascular tissue called secondary xylem (wood) and secondary phloem. Most of the thickening is from secondary xylem. The cork cambium replaces the epidermis with the thicker, tougher periderm.
91
What are primary meristems?
Cells displaced from the meristem may divide several more times as they differentiate into mature cells. During primary growth, these cells give rise to three tissues called primary meristems, the protoderm(will produce the dermal tissues), ground meristem(will produce the ground tissues) and procambium(will produce the vascular tissues). The lateral meristems in woody plants also have stem cells, which give rise to all secondary growth.
92
What are annuals, biennials and perennials?
Annuals complete their life cycle - from germination to flowering to seed production to death- in a single year or less. Many wildflowers are annuals, as are most staple food crops like legumes and cereal grains. Dying after seed and fruit production is a strategy that enables plants to transfer the maximum amount of energy to production. Biennials require two growing seasons to complete their life cycle, flowering and fruiting only in their second year (persilja). Perennials live many years and include trees, shrubs and some grasses. Some buffalo grass of the North American plains is thought to have been growing for 10 000 years from seeds that sprouted at the close of the last ice age.
93
Primary growth of roots
The entire biomass of a primary root is derived from the root apical meristem.
94
What is the root cap?
Apart from the biomass of the root, the root apical meristem also makes a thimble like root cap, which protects the delicate apical meristem as the root pushes through the abrasive soil. The root cap secretes a polysaccharide slime that lubricates the soil around the tip of the root. Growth occurs just behind the tip.
95
What are the three overlapping zones of cells at successive stages of growth?
The zones of cell division, elongation and differentiation.
96
What happens in the different zones?
The zone of cell division includes the stem cells of the root apical meristem and their immediate products. New root cells are produced in this region, including cells of the root cap. Most of the growth occurs in the zone of elongation, as root cells elongate. Sometimes to more than ten times their original length. Cell elongation in this zone pushes the tip farther into the soil. Meanwhile, the root apical meristem keeps adding cells to the younger end of the zone of elongation. Even before the root cells finish lengthening, many begin specializing in structure and function. As this occurs, the three primary meristems become evident. In the zone of differentiation, or zone of maturation, cells complete their differentiation and become distinct cell types. As said, the zones overlap a bit.
97
The protoderm, the outermost primary meristem, gives rise to...?
The epidermis, a single layer of cuticle-free cells covering the root. Root hairs are the most prominent feature of the root epidermis. These modified epidermal cells function in the absorption of water and minerals. Root hairs typically only live a few weeks but together make up 70-90% of the total root surface area.
98
The ground meristem, sandwiched between the protoderm and the procambium, gives rise to...?
Mature ground tissue. The ground tissue of roots, consisting mostly of parenchyma cells, is found in the cortex, the region between the vascular tissue and epidermis. In addition to storing carbohydrates, cells in the cortex transport water and salts from the root hairs to the center of the root. The cortex also allows for extracellular diffusion of water, minerals and oxygen from the root hairs inward because there are large spaces between cells.
99
What is the endodermis?
The innermost layer of the cortex is called the endodermis, a cylinder one cell thick that forms the boundary with the vascular cylinder. The endodermis is a selective barrier that regulates passage of substances from the soil into the vascular cylinder.
100
The procambium gives rise to…?
The vascular cylinder, which consists of a solid core of xylem and phloem tissues surrounded by a cell layer called the pericycle. In most eudicot roots, the xylem has a starlike appearance in cross section, and the phloem occupies the indentations between the arms of the xylem “star”. In many monocot roots, the vascular tissue consists of a core of undifferentiated parenchyma cells surrounded by a ring of alternating xylem and phloem tissues. Lateral branch roots arise from meristematically active regions of the pericycle, the outermost cell layer in the vascular cylinder, which is adjacent to and just inside the endodermis.
101
Primary growth of shoots
The entire biomass of a primary shoot - all its leaves and stems - derives from its shoot apical meristem, a dome-shaped mass of dividing cells at the shoot tip. The shoot apical meristem is a delicate structure protected by the leaves of the apical bud. These young leaves are spaced close together because the internodes are very short.
102
Shoot elongation is due to…?
The lengthening of internode cells below the shoot tip. As with the root apical meristem, the shoot apical meristem gives rise to three types of primary meristems in the shoot, the protoderm, ground meristem and procambium.
103
The branching of shoots, also a part of primary growth arises from…?
The activation of axillary buds, each of which has its own shoot apical meristem. Because of chemical communication by plant hormones, the closer an axillary bud is to an active apical bud, the more inhibited it is, a phenomenon called apical dominance.
104
What are leaf primordia?
The very early stage of leaf development, projections shaped like a cow’s horns that emerge along the sides of the shoot apical meristem.
105
What are the two types of leaf ground tissue?
The mesophyll is the leaf ground tissue, that consists mainly of parenchyma cells specialized for photosynthesis. The mesophyll in many eudicot leaves has two distinct layers: palisade and spongy. Palisade mesophyll consists of one or more layers of elongated parenchyma cells on the upper part of the leaf. Spongy mesophyll is below the palisade mesophyll. These parenchyma cells are more loosely arranged, with a labyrinth of air spaces through which CO2 and O2 circulate around the cells and up to the palisade region. The air spaces are particularly large in the vicinity of stomata, where CO2 is taken up from the outside air and O2 is released.
106
What is a bundle sheath?
A protective layer of cells enclosing the veins in leaves, which regulate the movement of substances between the vascular tissue and the mesophyll.
107
What is secondary growth?
Growth in thickness produced by lateral meristems. All gymnosperm species and many eudicot species undergo secondary growth, but it is unusual in monocots. It occurs in stems and roots of woody plants, but rarely in leaves.
108
What tissues produce secondary growth?
Secondary growth consists of the tissues produced by the vascular cambium and cork cambium. The vascular cambium adds secondary xylem (wood) and secondary phloem, thereby increasing vascular flow and support for the shoots. The cork cambium produces a tough, thick covering of waxy cells that protect the stem from water loss and from invasion by insects, bacteria and fungi.
109
What is the vascular cambium?
A cylinder of meristematic cells only one cell thick, wholly responsible for the production of secondary vascular tissue. In a typical woody stem, the vascular cambium is located outside the pith and primary xylem and to the inside of the primary phloem and the cortex.
110
What are the differences in growth during the year?
In temperate regions, wood that develops early in the spring, known as early wood, usually has secondary xylem cells with large diameters and thin cell walls. This structure maximizes delivery of water to leaves. Wood produced later in the growing season is called late wood. It has thick-walled cells that do not transport as much water but provide more support.
111
What can the growth differences in secondary growth during the year be used for?
Because there is a marked contrast between the large cells of the new early wood and the smaller cells of the late wood of the previous growing season, a year’s growth appears as a distinct growth ring in cross sections of most tree trunks and roots. Therefore, researchers can determine a tree’s age by counting growth rings. A thin ring indicates a cold and/or dry year with little growth, a thick ring indicates a warm and wet year with much growth. This means that the size of growth rings can also be used to study climate changes throughout the tree’s lifespan.
112
What is heartwood?
The secondary xylem layers closer to the center of a stem or root, which no longer transport water and minerals.
113
What is sapwood?
The newest, outer layers of secondary xylem that still transport xylem sap. Sapwood allows a large tree to survive even if the center of its trunk is hollow. Because each new layer of secondary xylem has a larger circumference, secondary growth enables the xylem to transport more sap each year, supplying an increasing number of leaves. Only the youngest secondary phloem, closest to the vascular cambium, functions in sugar transport. As a stem or root increases in circumference, the older secondary phloem is sloughed off, which is one reason secondary phloem does not accumulate as extensively as secondary xylem.
114
The cork cambium gives rise to…?
Cork cells that accumulate outside of the cork cambium. As cork cells mature, they deposit a waxy, hydrophobic material called suberin in their walls before dying. Because of the suberin, and cork cells being compacted together, most of the periderm is impermeable to water and gases unlike the epidermis. Cork thus functions as a barrier that helps protect the stem or root from water loss, physical damage and pathogens.
115
What is bark?
Cork is commonly and incorrectly referred to as bark. Bark includes all tissue external to the vascular cambium. Its main components are the secondary phloem the most recent periderm and all the older layers of periderm. As this process continues, older layers of periderm are sloughed off, as evident in the cracked, peeling exteriors of many tree trunks.
116
What are lenticels?
Dotting the periderm are small, raised areas called lenticels, in which there is more space between cork cells, enabling living cells within a woody stem or root to exchange gases with the outside air. Lenticels often appear as horizontal slits.
117
What are complete and incomplete flowers?
Complete flowers have all four basic floral organs, (sepals, petals, carpels, stamen). Some species have incomplete flowers lacking one of them. For example, most grass flowers lack petals. Some incomplete flowers are sterile, lacking functional carpels and stamens. Others are unisexual, lacking either carpels or stamens.
118
What is pollination?
Transfer of pollen to the part of a seed plant containing the ovules.
119
What is coevolution?
The joint evolution of two interacting species, each in response to selection imposed by the other.
120
What happens after double fertilization?
The ovule develops into a seed. The ovary develops into a fruit, which encloses the seeds and aids in their dispersal by wind or animals. As the sporophyte embryo develops from the zygote, the seed stockpiles proteins, oils and starch to varying degrees, depending on the species. Initially, carbohydrates and other nutrients are stored in the seed’s endosperm, but later, depending on the species, the swelling cotyledons of the embryo may take over this function.
121
What happens with the central cell after double fertilization?
It develops into the endosperm. After double fertilization, the triploid nucleus of the ovule’s central cell divides, forming a multinucleate “supercell” that has a milky consistency. This liquid mass becomes multicellular when cytokinesis partitions the cytoplasm by forming membranes between the nuclei. Eventually, those “naked” cells produce cell walls and the endosperm becomes solid.
122
What happens during the last stages of seed maturation?
The seed dehydrates until its water content is only about 5-15% of its weight. The embryo, surrounded by a food supply, enters dormancy; that is, it stops growing and its metabolism nearly ceases. The embryo and its food supply are enclosed by a hard, protective seed coat formed from the integuments of the ovule.
123
What are some examples of requirements to break seed dormancy?
Substantial rainfall, forest fire, winter's’ cold, light, weakening of coat by passing through an animal’s digestive tract.
124
What are the three general steps of a signal transduction pathway?
Reception, transduction and response
125
What is reception?
Signals are first detected by receptors, proteins that undergo changes in shape in response to a specific stimulus. Phytochrome is a photoreceptor located in the cytoplasm.
126
What are second messengers?
Small molecules and ions in the cell that amplify the signal and transfer it from the receptor to other proteins that carry out the response. Ca2+ (calcium ions) and cGMP are examples of s.m.
127
What are the two main mechanisms by which a signaling pathway can enhance an enzymatic step in a biochemical pathway?
Transcriptional regulation and post-translational modification.
128
What are the major functions of auxin?
Stimulates stem elongation, promotes formation of lateral and adventitious roots, regulates development of fruit, enhances apical dominance, functions in phototropism and gravitropism, promotes vascular differentiation, retards leaf abscission.
129
What are the major functions of cytokinins?
Regulates cell division in roots & shoots, modifies apical dominance and promotes lateral bud growth, promote movement of nutrients into sink tissues, stimulates seed germination, delays leaf senescence.
130
What are the major functions of gibberellins?
Stimulates stem elongation, pollen development, pollen tube growth, fruit growth, seed development and germination, regulates sex determination and the transition from juvenile to adult phases.
131
What are the major functions of abscisic acid?
Inhibits growth, promotes stomatal closure during drought stress, promotes seed dormancy and inhibits early germination, promotes leaf senescence, promotes desiccation tolerance.
132
What are the major functions of ethylene?
Promotes ripening of many types of fruit, triple response in seedling, promotes root and root hair formation.
133
Where are auxins produced or found?
Shoot apical meristems and young leaves are the primary sites of auxin synthesis.
134
Where are cytokinins produced or found?
Synthesized primarily in roots and transported to other organs.
135
Where are gibberellins produced or found?
Meristems of apical buds and roots, young leaves, and developing seeds are the primary sites of production.
136
Where is abscisic acid produced or found?
Almost all plant cells have the ability to synthesize abscisic acid, it may be transported in the phloem or xylem.
137
Where is ethylene produced or found?
Can be produced by most parts of the plant. Produced in high concentrations during senescence, leaf abscission and the ripening of some fruits. Synthesis is also stimulated by wounding and stress.
138
What is phototropism?
The growth of a shoot toward(positive) light or away from it(negative).
139
Vad är grundbulten för alla organiska föreningar i växter?
Omvandling av oorganiskt kol till organiskt kol.
140
Vilka celler är främst anpassade för fotosyntes?
Palissad-parenchym-cellerna i växtens blad. Kan finnas i stammen hos ex. kaktusar, eller i rötter hos orkidéer.
141
Vad är CAM, C3 och C4?
Olika varianter av fotosyntes-process utvecklade av växter för att hantera olika miljöer och förutsättningar.
142
Hur utför C3-växter fotosyntes?
CO2-upptag, fixering och socker-syntes sker i en och samma cell. Första kolet som bildas är en 3-kols-förening. Mest effektivt, men också störst vattenförlust. Alla naturligt förekommande växter i sverige är C3.
143
Hur utför C4-växter fotosyntes?
CO2-upptag och fixering i en cell, i en 4-kolsförening, som transporteras till andra celler där socker syntetiseras. Dessa växter har en bättre vattenbalans eftersom de kan transportera CO2 kemiskt, så de tappar mindre vatten än växter som måste ta in koldioxiden som gas och därmed förlora vatten i form av vattenånga ut genom stomata. En exempelväxt är majs. Något mindre effektivt än C3.
144
Hur utför CAM-växter fotosyntes?
Dessa har öppna klyvöppningar och tar upp koldioxid på natten och fixerar det, och syntetiserar sedan socker på dagen med solenergi, och har under dagen stängda klyvöppningar. Eftersom klyvöppningarna är stängda under de varma delarna av dagen förloras ännu mindre vatten med denna metod än i C4-växter. Dock fås en lägre effektivitet eftersom konsumerat CO2 inte blir återupptaget samma dag utan först den kommande natten, så fotosyntesen kan inte fortgå pga brist på koldioxid.
145
Hur prioriterar växten sin resursfördelning i olika förhållanden?
När växten har “stora inkomster”, ideal fotosyntes och god tillgång till allt den behöver, lägger växten energi på alla delar av sin utveckling: Tillväxt, respiration, upptag/transporter, blomning/frö, försvar, lagring/reserver, symbioser, utsöndring. När inkomsterna är låga prioriteras tillväxt, respiration och upptag/transport. Växten behöver öka sina möjligheter till fotosyntes och försöker därför växa till att nå mer ljus.
146
Vad är principen för fotosyntes?
Ljusenergi omvandlas till kemisk energi • Solens ljus fångas upp av 2 fotosystem (pigment + proteiner) i kloroplasten • Det leder till att elektroner från vatten får högre energi (vatten splittras, protoner o syrgas restprodukt) • Elektronernas energi kan användas för att bilda energirika föreningar; ATP och NADPH • ATP och NADPH används för att enzymatiskt binda (fixera) koldioxid (oorganiskt kol) till tre-kols-föreningar (organiskt kol) • Av tre-kols-föreningar kan växten bilda alla andra organiska föreningar • Energin till detta kommer från respiration (av bildade kolföreningar) • Klart!
147
Ungefär hur mycket av infallande solljus på blad (i procent) kan en växt på åker resp i skogen utnyttja till fotosyntes?
1 % på åker, 0,1-0,2 % i skogen (eller annan plats med mer naturlig konkurrens).
148
Vad går “förluster” av infallande ljus på ett blad till?
``` Ej fotosyntetiskt aktivt ljus Ljus som inte träffar kloroplast Värmeförluster Ineffektiviteter i Calvincykeln Respiration ```
149
På vilka två sätt, direkt respektive indirekt, är fotosyntesen vattenberoende?
Direkt. Därför att vatten är en elektrondonator | Indirekt. Därför att vattentillgång påverkar klyvöppningarnas öppningsgrad (som påverkar koldioxidupptaget)
150
Hur kan man räkna ut utbytet av fotosyntesen(Y)?
``` Y = S x Ei x Ec x Ep Ei:Uppfångat solljus Ec:Omvandling till biomassa EPOmvandling till produkt S:Totalt solinflöde = 5000MJ/m2 och år (norra halvklotet) ```
151
Vad är årsbehovet av energi för en vuxen människa på 70 kg?
Årsbehov 70kg vuxen = 3,2 miljoner kJ = 3,2 GJ
152
Vad är netto- och brutto-primärproduktion?
Bruttoprimärproduktion är så mycket energi som tillverkas av fotosyntesen. Netto är brutto minus respiration i växter. Produktion: ca 110 PgC kol per år i all fotosyntes 65 PgC på land och 45 PgC i vatten. Netto: ca 60 PgC.
153
Vad är HANPP?
Human appropriation of NPP = mänskligt utnyttjande av nettoprimärproduktionen. Delas upp i direkt, indirekt och potentiell. Potentiell är sådant som kan bli effekter av utnyttjandet.
154
Vad menas med direkt HANPP?
Mat, djurfoder, trävaror, träbränsle, fisk. 5-8 % beräknat.
155
Vad menas med indirekt HANPP?
Omvandlingar (skog-åker), hyggen, svedjebruk. 27% beräknat.
156
Vad är den centrala oscillatorn?
Omvärldsfaktorer, ljus, temperatur, näring osv påverkar den centrala oscillatorn, som består av proteiner som varierar i koncentration under dygnet.
157
Varför följer inte växter ljus/mörker-växlingarna eller förändringar i temperatur?
Den interna klockan kan ses som en intern processor av omvärldssignaler (ljus och temp) som koordinerar lämplig tidpunkt för metabolism och utveckling hos växten.
158
Ge exempel på cirkadiskt uttryckta gener.
Gener för biosyntes av skyddande pigment uttrycks i mörker, slutet av natten, som förberedelse för dagen I början av dagen uttrycks gener för energikrävande kväveassimilation (som behöver dagsljusenergi). Mitt på dagen uttrycks gener för fotosynteskomponenter På kvällen, innan solen gått ner, uttrycks gener för lipid-modifieringar som skyddar mot kyla, samt gener för längdtillväxt. När det blivit mörkt uttrycks många gener för cellväggsbiosyntes, stärkelsemetabolism
159
Hur är den circadiska klockan uppbyggd?
Av proteiner som varierar i koncentration under dygnet, beroende på negativ feedback-reglering av klockproteinernas uttryck. Ex. PAS-proteiner stimulerar klockproteiner, klockproteiner blockerar uttryck av PAS men bryts snabbt ner och då uttrycks PAS.
160
Varför behöver övergång till reproduktiv utveckling vara tajt reglerad?
En viss mognad hos växten är nödvändig för att den ska kunna försörja en reproduktiv utveckling, växten får inte vara för liten. För reproduktiv framgång behövs optimala omvärldsförhållanden. Framgång kräver också synkronisering av blomning för kors-pollinering!
161
Vad menas med kort- och lång-dagsväxter resp dagsneutrala växter?
Kortdagsväxter är växter som blommar när dagen är kort, men det regleras av nattlängden så kortdagsväxter blommar när natten är lång. Sojaböna, tobak, krysantemum. Långdagsväxter blommar när dagen är lång, dvs. natten är kort. Dill, sockerbeta, rädisa, vårvete, raps, spenat. Dagsneutrala växter bryr sig inte om dagslängden för blomning, andra faktorer avgör. Gurka, solros, trädgårdsärt, majs.
162
Vad är den biokemiska regleringen av blomning i långdagsväxter?
Proteinet CONSTANS (regleras av den centrala oscillatorn) som är instabilt i mörker, produceras mer av växten på kvällen. Om natten är lång bryts proteinet ner trots det ökade uttrycket under kvällen/början på natten. Om natten är kort, hinner mRNA uttryckas i högre mängd innan det blir mörkt, och CO bildas. CO är en transkriptionsfaktor för proteinet FT, som triggar blomning. FT transporteras upp till apikala meristemet, där det interagerar med proteinet FD. Interaktionen triggar blomning.
163
Vad styrs av fototropin?
Fototropism, stomataöppning, kloroplaströrelse, bladexpansion och bladrörelser.
164
Vad är syftet med fototropin?
Att optimera ljusanvändningen.
165
Vad är det som gör att vissa molekyler kan absorbera ljus?
Konjugerade (varannat) dubbelbindningar leder till att klorofyll, karotenoider m.m. kan absorbera synligt ljus & UV-ljus.
166
Vad är fytokrom/phytochrome?
Proteinet som är ljusdetektorn/receptorn.
167
Hur aktiveras fytokrom?
När tetrapyrrol-pigmentet i fytokromet absorberar ljus (ett kol fångar upp en foton) genomgår det en konformationsförändring. Denna leder till konformationsförändringar i fytokromet, som aktiverar katalytisk aktivitet i fytokromet (kinasaktivitet).
168
Vad är de två konformationerna av fytokrom?
Red-absorbing (Pr), och far red-absorbing (Pfr) som ger signal. De olika konformationerna absorberar olika våglängder olika mycket.
169
Vad är funktionen av fytokrom?
Det är en skuggdetektor. Vitt ljus har både rött och infrarött ljus (bland annat..) vilket ger kontinuerliga omvandlingar mellan Pr och Pfr-konformationerna. Kvoten R/FR (fotosyntetiskt aktivt ljus/ljus som tar sig genom lövtak) ger kvoten Pr/Pfr. Märker växten att den är i skugga kommer den sträcka på sig.
170
Hur påverkar R/FR-kvoten frögroning?
En högre kvot (1,19 i dagsljus) ger groning, eftersom fröet uppfattar bra förutsättningar. En lägre uppfattad kvot, pga att fröet ligger skuggat, hindrar groning. Skulle fröt gro skulle det inte klara sig, så det vilar/väntar på “bättre tider”.
171
Jämför solplantor med skuggplantor.
Solplantors tillväxt påverkas mycket av ljustillgången, och de ändrar tillväxtsätt beroende på denna. Skuggplantor ändrar inte sin utveckling pga skiftande ljustillgång, utan växer alltid likadant.
172
Phytochrome influences…?
Seed germination, stem elongation, node length, leaf expansion, chloroplast development, pigment synthesis, chloroplast movement, photoperiodicity (hur lång är dagen?).
173
Vad innebär det att en växt är muterad så den saknar fytokrom?
De flesta kulturväxter har tappat fytokromeffekter under växtförädling, eftersom vi valt ut de mest produktiva plantorna att föröka. När vi odlar växter vill vi ha dem så produktiva som möjligt, så att de inte slösar energi på att bli jättelånga eftersom de utsätts för konkurrens av de andra växterna på åkern. (MAJS).
174
Vad är shade avoidance syndrome?
Växter som känner skugga (låg R/FR-kvot) böjer sig bort från detta. Stimulerar längdtillväxt, hämmar förgrening, ökar skottlängd i förhållande till rotlängd.
175
Hur agerar fytokrom i signalkedjan?
Fytokrom befinner sig i cytoplasman. När det aktiveras av ljus migrerar det in i cellkärnan och agerar som transkriptionsfaktor.
176
Vad är kryptokrom?
En annan ljusreceptor med två pigment, FAD (flavine adenine dinucleotide) och MTHF (methenyltetrahydrofolate). Humant kryptokrom finns i ögonen och reglerar biologisk klocka.
177
Vad är funktionen av UV-receptorer?
De varnar cellerna för att mängden syreradikaler ökar, vilket inducerar uttryck av repair enzymes och syreradikal-”scavengers”. Receptorn UVR8 känner igen UVB-ljus, m.h.a. aminosyran tryptofan. UVR8 migrerar till cellkärnan och aktiverar gener som skyddar mot UV skada, flavonoidsyntes och hypocotylförlängning.
178
Vad är PIF?
Phytochrome interacting factor. Något som påverkas av fytokrom. Pfr styr circadian clock, som påverkar PIF. PIF ger transcriptional regulation som ger ett morfologisk respons.
179
Vad är gravitropism och vad styrs det av?
Gravitropism innebär att växter känner av lodrät riktning och vill växa uppåt, det är t.o.m. viktigare än ljuspåverkan (ljus lyser nerifrån på en horisontellt vänd växt, växten vänder ändå uppåt). Styrs av statocyter, små klumpar som ligger löst i cellerna. När cellerna vinklas rullar statocyterna iväg och påverkar auxinreglering för att styra tillväxten åt rätt håll.
180
Vad innebär stress för växter?
Suboptimala förhållanden, som ju ofta är normen. Vind, temp, översvämning, torka, toxiner. Ger skador på proteinkonformation, fotoinhibition, ROS, membransprickor, energibrist, förgiftning.
181
Vad gör chaperones och när spelar de en roll?
Ser till att proteiner håller rätt konformation. HSP (heat shock proteins) och LEA (late embryonisis abundance) är exempel.
182
När bildas syreradikaler, och har de någon funktion i växten?
Syreradikaler bildas vid stress, och används för signaltransduktion till stress-respons. De kan exempelvis börja bildas i roten, och sedan diffunderar de och genererar en ROS-våg som signalerar stress till resten av plantan, t.ex. för att varna för frost, översvämning, torka osv.
183
Varför är vissa metalljoner toxiska?
De kan ersätta de nödvändiga metalljonerna i enzym och förstöra dess effekt.
184
Hur skyddar sig vissa växter mot toxiska metalljoner?
Vissa växter har utvecklat skydd mot detta genom att de skyddar sig med metallbindande -SH-ligander (thiol). Dessa växter “suger upp” metalljonerna ur marken, vilket kan användas för att rena gammal industrimark.
185
Hur kan värme skada växten?
Membran blir i värme mer rörliga, vilket kan orsaka jonläckage som bryter protongradienten. Proteiner kan denaturera. Bildning av ROS.
186
Vad skiljer C3 och C4 från CAM i värmehantering?
C3 och C4 kyler ner sig genom evaporation av vatten. Därför leder vattning till större skördar, då växten inte behöver utsättas för värmeskador. CAM-växter som tål över 60 grader kan avge värme i långa våglängder.
187
Vad händer när växter acklimatiseras till högre temperatur?
Membranlipider byts ut mot mättade, chaperoner bildas.
188
Hur kan växter anpassa sig till kyla?
Bildning av chaperoner. Mer toleranta arter har mer omättade fettsyror i membranen, vilket ger lägre fryspunkt. Is-coating: proteiner som binder till iskristaller och förhindrar att de växer och skadar cellen. Supercooling: hämning av iskristallbildande gör att cytoplasman kan vara flytande långt under fryspunkten. Vilotillstånd med låg vattenhalt i fröer.
189
Hur har växter utvecklats för att klara varma miljöer?
Proteiner har blivit mer värmetoleranta med alternativ aminosyrasekvens som tål värme bättre. Vissa växter har utvecklat “hår” eller vaxer som reflekterar ljus.
190
Varför orsakar översvämning problem för växter?
Rötterna behöver syre för cellandningen. Normalt sett kan luft diffundera mellan jordpartiklar, men översvämning av vatten fyller igen dessa hålrum och orsakar syrebrist. De kan också förgiftas!
191
Hur kan växter förgiftas av översvämning?
I den anaeroba miljön som bildas växer anaeroba bakterier som kan producera toxiska ämnen i sin energiutvinning, t.ex. Fe2+ från Fe3+, eller H2S från sulfat.
192
Hur hanterar växter översvämning?
Rotcellerna kan gå över till anaerob fermentation. Mindre energi utvunnet, men iallafall någon. Mangrove kan bilda snorkelrötter som heter pneumatoforer.
193
Varför behövs diken?
Vete kommer från det väldränerade mellanöstern och klarar inte översvämningar. Diken förhindrar detta!
194
Vad behövs mineralämnen till?
Att bygga andra föreningar än kolhydrater.
195
Vad är definitionen av ett essentiellt näringsämne?
Växten kan inte genomföra en livscykel utan ämnet Ämnets funktion kan inte ersättas av ett annat Ämnet ska vara direkt involverat i växtens metabolism Slutsats: Det finns 13 st essentiella ämnen i hela växtriket, plus ytterligare 3 st variabla
196
Vad är skillnaden på makro- och mikronäringsämnen?
Makronäringsämnen (6st) krävs i större kvantiteter. Mikronäringsämnen (7st) krävs i mindre kvantiteter. De båda är lika viktiga!
197
Vilka 6 ämnen räknas som makronäringsämnen?
Kväve, kalium, kalcium, magnesium, fosfor, svavel.
198
Vad använder växten kväve till?
(rel. konc = 100%). | NO3 - , NH4 + ingår i aminosyror och nukleotider - bygger upp enzymer, proteiner, DNA, RNA, klorofyll.
199
Vad använder växten kalium till?
(25%) K+ - roll i osmoreglering, elektrisk balans. Påverkar vattenpotentialen, styr vattentransport.
200
Vad använder växten kalcium till?
(12,5%) Ca2+ - stabiliserar membraner/cellvägg, sekundär budbärare
201
Vad använder växten magnesium till?
(8%) Mg2+ - ingår i klorofyll(behövs för att det ska få rätt struktur, klorofyll binder inte ljus korrekt utan det), cofaktor i enzymer.
202
Vad använder växten fosfor till?
(6%) PO4 3-- ingår i DNA/RNA, ATP, fosfolipider, fosforylering kan påverka aktivitet av vissa proteiner
203
Vad använder växten svavel till?
(3%) SO4 2- - ingår i 2 aminosyror (methionine och cystein), antioxidant, vissa substanser i försvar/samverkan (lök, peppar, senap!).
204
Vilka 7 ämnen räknas som mikronäringsämnen?
Klor, järn, bor, mangan, zink, koppar, molybden.
205
Vad använder växten klor till?
(0,3%) - osmoreglering, elektrisk balans
206
Vad använder växten järn till?
(0,2%) - redox system, elektrontransport, cofaktor i enzym
207
Vad använder växten bor till?
(0,2%) - ? oklart!
208
Vad använder växten mangan till?
(0,1%) - ingår i PSII, Mn-SOD
209
Vad använder växten zink till?
(0,03%) - cofaktor i enzym
210
Vad använder växten koppar till?
(0,01%) - elektrontransfer, ingår i plastocyanin o vissa enz.
211
Vad använder växten molybden till?
Molybden (0,0001%) - cofaktor i nitratreduktas
212
Vilka är de tre variabla näringsämnena?
Natrium, kisel och nickel.
213
Var uppträder bristsymptom, beroende på näringsämne?
Äldre delar/ hela växten - N, P, K, Mg, S, Mn, Cl Unga delar, knoppar dör - Ca, B Unga delar, knoppar lever - Cu, Mn, S, Fe, Zn
214
Varför upptäcks vissa näringsbrister först i de äldre bladen?
Bristsymptom uppkommer alltid på yngre blad, men lättrörliga ämnen kan kompensera en brist med floemtransport, därför upptäcks symptomen först på de äldre bladen från vilka näringsämnena transporteras.
215
Vad är det sannolikt för brist i en planta med gula äldre blad, med gröna unga blad?
Kvävebrist! Kväve är lättrörligt, så det flyttas från äldre till yngre blad. Gula blad indikerar att växten inte bildar nog med klorofyll. Eftersom kväve är det näringsämne växten behöver mest av, och löper störst risk att få brist på, är det sannolikt kvävebrist i denna planta.
216
Hur ser en näringsbrist av svårrörliga ämnen ut på växten?
Bristen syns direkt på de yngre bladen, eftersom de är mer metaboliskt aktiva. Kalcium- eller bor-brist gör att små knoppar dör.
217
Vad är de två funktionella indelningarna av ämnes uppgifter?
Fotosyntes och celldelning.
218
Vilka ämnen är viktiga för fotosyntesen? Vad leder brist på dessa ämnen till?
Kalium, Magnesium, Mangan, Järn, Koppar, Klor. Brist på dessa leder till störd fotosyntes, som leder till kolhydratbrist, sen minskad tillväxt, sen dåliga blomning/försvar/symbios-mekanismer, växten blir då offer för svamp/bakterie/annan patogen och kan dö.
219
Vilka ämnen är viktiga för celldelningen? Vad leder brist på dessa ämnen till?
Kväve, Fosfor, Svavel, Kalcium, Bor, Zink. Brist kan kompenseras med långsam tillväxt och lagring av överblivet socker som annars hade gått åt som energi i tillväxten. Växten blir mindre men är i OK balans.
220
Hur ser en växt med kvävebrist ut?
Kväve - ljusgrön växt, äldre blad gulnar, korta spinkiga växter
221
Hur ser en växt med järnbrist ut?
Järn - Kloros, grön mittven, kort spinkig växt
222
Hur ser en växt med kaliumbrist ut?
Kalium - Klorotiska blad, ofta fläckvis döda kanter, spinkiga växter
223
Hur ser en växt med manganbrist ut?
Mangan - Kloros, grön mittven, randiga blad
224
Hur tas mineralnäringsämnen upp?
Som joner.
225
Hur tas kväve upp?
N2, kvävgas, är inert och kan inte tas upp. Växter tar upp nitrat (NO3-), som reduceras till nitrit (NO2-) med nitratreduktas, och nitrit reduceras till ammonium (NH4+) med nitritreduktas.
226
Hur assimileras ammonium (NH4+)?
Glutaminsyntetas NH4+ + Glutamat -> Glutamin (ATP-krävande) Glutamatsyntetas (GS/GOGAT) Glutamin + 2-oxoglutarat -> 2 Glutamat 1. NADH-beroende (plastid,rötter) 2. Fd-beroende (plastid,skott) Glutamatdehydrogenas NH4+ + 2-oxoglutarat -> glutamat + vatten (NADPH) Glutamin eller glutamat kan sedan fungera som aminodonator i olika transamineringar, t.ex. i aminosyrasynteser: glutamat - aspartat - asparagin.
227
Hur assimileras fosfor?
Fosfor är svårt att binda till kol, så det binds ofta till syre istället. Inorganiskt fosfat, PO4-, kan användas direkt för syntes av ATP. HPO42- tas upp via en H+/ HPO42- symporter
228
Hur assimileras svavel?
SO42- tas upp via en H+/SO42- symporter. SO42- assimileras till cystein via SO32- och S2-. Från serin tillsammans med sulfid (S2-) bildas cystein. Från cystein bildas metionin.
229
Vilka fyra potentialdifferenser driver biologisk transport?
Koncentration, hydrostatiskt tryck, spänning, (gravitation - försumbar men inte oviktig i t.ex. höga träd)
230
Vad är sekundär aktiv transport?
Sekundär transport utnyttjar energi i den H+-gradient som bildats, för en co-transport av andra joner - symport el. antiport.
231
Vad menas med hyperacidifiering och varför sysslar växter med det?
Växten utnyttjar transportsystem i försvarssyfte och pumpar in H+ i vakuolen till pH 1-3. Tonoplasten har låg H+-permeabilitet och ATPaser skyfflar in H+ i vakuolen. Andra transportprotein transporterar in organiska syror till vakuolen, där de fungerar som buffert. Förmodligen är hyperacidifiering ett försvar mot bakteriella infektioner.
232
Vad är hyperackumulering?
Ackumulering av andra ämnen än H+ i vakuolen. Normalt sett dör en växt när den tar upp tungmetaller, men vissa kan transportera in tungmetaller i vakuolen. Misstänks vara en skyddsmekanism mot skadegörare. Kan användas för fytoremediering!
233
Hur transporteras nitrat i växten?
I xylemet.
234
Vad är speciellt med de aminosyror som transporteras i xylemet?
De har en hög N/C-kvot, så det blir en energimässigt ekonomisk hantering av kvävet. Asparagin, glutamin, aspartat, glutamat.
235
Vilka aminosyror transporteras i floemet?
De som ska till frön vid frömognad.
236
Vad är lagringsproteiner?
Dessa bildas i fröet. Dessa innehåller många olika aminosyror som behövs för den groende frö-plantan.
237
I vilka former transporteras kväve i växten?
I form av nitrat eller aminosyror med högt kväveinnehåll. Växten transporterar inte ammonium då det är giftigt, så fort nitrat reducerats till ammonium assimileras det i aminosyror (glutamin, glutamat).
238
Vad kan förhållandet mellan nitrat, aminosyror, amider och ureider i xylemvätskan vara en indikation på?
Var assimileringen sker! Transporteras nitrat sker det i bladen, och energin kommer från fotosyntes, transporteras produkter har det skett i roten, med produkter från fotosyntes som transporterats ner till rötterna.
239
Vad är mykorrhiza? Vad har växten för nytta av detta?
Symbios mellan svamp och växt-rot. Mykorrhiza-hyferna i jorden penetrerar jorden utanför “nutrient depletion zone” vilket ger växten bättre näringsupptag, särskilt av fosfor, tack vare ökad penetration av jorden och att exudat från svampen löser näringsämnen. Ger också växten bättre motståndskraft mot torka och mot patogena svampar och bakterier.
240
Vad är PGPR?
Plant growth-stimulating bacteria. Lever utanpå eller inuti växten. Producerar växthormonen (auxin, cytokinin) som kan leda till längre och mer förgrenat rotsystem och allmänt ökad tillväxt. Bättre tolerans mot stress. Bakterierna utsöndrar fosfataser som frigör fosfat så att det lättare kan tas upp av växten. Producerar ämnen som hämmar patogener. En del kan fixera kväve (reducera kväve till ammonium).
241
Vilken kemisk process utgör kvävefixering?
Kvävgas, elektroner, ATP och protoner blir vätgas och ammonium. Använder mycket energi. Inaktiveras av syre. Katalyseras av det långsamma enzymet nitrogenas.
242
Vilka sorts växter bildas symbiotiska kvävefixerande rotknölar?
Baljväxter (klöver, ärt, sojaböna) och actinorhizaväxter (gråal, havtorn). Uppstått oberoende i evolutionen.
243
Vad har kvävefixerande bakterier för nytta av symbiosen?
De får kolföreningar från växten som de använder för energi och tillväxt.
244
Hur bildas en rotknöl på en baljväxt?
En bakterie hittar ett rothår, som kröker sig runt, en infektionstråd tar sig in till meristemet, meristemet aktiveras och växer till att omsluta bakterierna.
245
Hur hittar bakterierna rothåren?
Rötterna utsöndrar flavonoider som attraherar bakterier.
246
Vad talar om för växten att skapa rotknölar?
Nod-faktor (en lipo-oligosackarid) som produceras av bakterier känns igen av värdväxten och inducerar uttryck av gener som leder till bildning av rotknölar.
247
Hur hanteras att nitrogenas inaktiveras av syrgas (O2)?
Hög respiration konsumerar syret, fritt O2 binds till hemoglobin, och en tjock cellbarriär bildad av växten i rotknölen förhindrar diffusion.
248
Vad är den osmotiska potentialen i rent vatten?
Noll!
249
Vatten rör sig alltid från __ till __ potential
Från hög till låg. Hög är då också negativ eller 0, låg är det mer negativa.
250
Hur räknar man ut osmotisk potential?
𝛹S= -C * 𝛾 * R * T C är mol partiklar per 1000 g vatten. Gamma är aktivitetsfaktorn (socker = 1). R är gaskonstanten. T är den absoluta temperaturen i Kelvin.
251
Vad är formeln för vattenpotential?
𝛹W = 𝛹S + 𝛹P
252
Vad är plasmolys?
När vattenpotentialen i cellerna är högre än omgivningen sugs vatten ut, membranet lossnar och krymper ihop. Extrem torka kan orsaka plasmolys.
253
I vilka situationer i vattenlabben var 𝛹W-cell = 𝛹w-lösning ?
Precis när plasmolysen börjar, eftersom tryckpotentialen då är noll. När jämvikt uppnåtts.
254
Hur kan vatten transporteras mellan närliggande celler?
I cellväggen (apoplastiskt), genom plasmodesmata mellan celler.
255
Två typer av membranproteiner reglerar vattenupptag, vilka då?
De i plasmamembranet reglerar upptag/utsläpp till cellväggen, de i vakuolen reglerar in/utflöde ur vakuol.
256
Hur transporteras socker i floemet?
När socker bildas i bladet (source) transporteras det aktivt ut i floemet. Då blir vattenpotentialen högre i bladet än i floemet, och vatten dras in i floemet. Då ökar trycket och vätskan pressas nedåt. När det kommer till roten/sink cell där det ska förvaras transporteras sockret aktivt ut ur floemet. Då trycks vatten ut ur floemet över i xylemet pga ändringen i vattenpotential. Vattnet kan då återvinnas och transporteras upp i plantan igen.
257
Hur transporteras socker över membran?
Med en symporter som använder protongradienten som är högre i source cell än i floemet. Energin används till att föra över socker.
258
Hur fungerar upptaget av vatten och lösta mineralsalter till xylemet från roten?
Ämnena diffunderar in apoplastiskt eller transporteras symplastiskt med plasmodesmata från cytoplasma till cytoplasma. Endodermis vaxlager stoppar diffusionen, som då måste fortsätta genom akvaporiner in i cytoplasman, väl genom endodermis diffunderar vatten och mineraler vidare in i xylemet. Transporten av såväl vatten som mineraler är alltså reglerad.
259
Vad kallas gegg-effekten av vattenmolekyler som är nödvändig för vattentransport i xylem?
Cohesion! Adhesion från polysackarider i cellväggen hjälper också till. Kallas cohesion-adhesion-modellen.
260
Hur drivs avdunstning?
Vattenhalten i luften är lägre än i bladet, så vatten dras ut.
261
Hur kan roten hantera torka?
Vid torka är vattenpotentialen i roten högre än den i marken, då kan inte växten ta upp vatten eftersom det diffunderar åt fel håll. Vid torka kan då roten sänka sin vattenpotential genom att bilda laddade ämnen (s.k. kompatibla osmolyter) som inte stör växtens funktion men som kan binda mycket vatten. Prolin, sorbitol.
262
Hur kan bladen anpassas på en växt som lever i torrt klimat?
Stomatan kan vara få och sitta i en slags grotta på undersidan av bladet, där det också kan finnas “hårceller” som hindrar vattenmolekylerna från att diffundera ut, men låter syre och koldioxid diffundera.
263
Varför är försaltning av mark ett problem, och hur uppstår det?
Konstbevattning för produktivitet innehåller salter. Bevattningsvattnet tas upp och avdunstar, och kvar finns salterna. Salter i marken sänker markens vattenpotential och orsakar torkstress. Ju mer man vattnar, desto mer salt blir det.
264
Hur påverkar saltstress cellerna?
Na+, Cl- och SO42- hämmar enzymaktivitet genom påvekan på proteinkonformation. Na+ kan ersätta Ca2+ i membranen vilket orsakar sprickor som ger läckage.
265
Vad kan vara strategier i växten för att hantera saltstress?
Ackumulering av joner i vakuolen. Jonexklusion där yttre delen av roten kan innehålla mycket salter, men endodermis släpper inte igenom saltet. En del kan utsöndra salt på bladytan om det ändå tas upp.
266
Varför är inte saltstress något problem i Sverige?
Det regnar mycket här. Dels behöver vi inte konstbevattna så mycket, dels spolas salterna bort.
267
Vilka tre sätt försvarar sig växter på?
Undvika, avskräcka, förgifta
268
Vad är världens giftigaste växt?
Ricinbusken, vars frön har ett ID50 på 20 mg/kg kroppsvikt om man äter dem, och intravenöst 20 µg/kg.
269
Är sekundär metabolism meningslös?
Nej! Annat selektionstryck än för primära metaboliter ger ojämn förekomst inom växtriket.
270
Sekundära metaboliter är viktiga
* A) för växten/ekosystemet – ingår i biologisk variation * B) för människan BRA: nyttiga ämnen: medicin, råvaror, färger, njutningsmedel… DÅLIGT: skadliga/giftiga substanser t.ex. i livsmedel
271
Funktioner av sekundära metaboliter?
* Attraktion - Färg - Doft - Smak * Försvar - Gift - Lukt - Skydd * Övrigt - Allelopati - Symbioser
272
Klasser av sekundära metaboliter
* Terpener >15.000 st * Alkaloider >10.000 * Fenolföreningar >10.000 st * Övriga
273
Egenskaper hos terpener
Kan fungera som försvarssubstanser (blockerar jonkanaler, blockerar förpuppning, blockerar Na/K ATPase, blockerar sterolintag) • Lättflyktiga, stark lukt • Syntes i hår på blad • Geraniol, mentol • Essentiella oljor -basilika, citron, pepparmynta etc. • Tri-terpener / steroler • Gummi 30.000-C • Vissa hormoner (GA, BR, ABA), o pigment (karoten) är också T.
274
Naturliga gifter i våra grödor?
• Glykoalkaloider i fam. potatisväxter (Solanaceae) • Potatis, Tomat, Äggplanta • Över 80 kända • Chakonin o Solanin i matpotatis • Värmestabila, hela växten
275
Alkaloider
• Alkaliska fören. med kväve i ringstruktur • Ojämn fördelning (ärt, solros, potatis, vallmo…) • Ofta kraftiga verkningar i människa/djur • Coniin, stryknin, tubocurarin, morfin, codein, kokain = gifter/ mediciner • Bitter smak
276
Fenoler
• Heterogen grupp, syntes från shikimat el. malonsyra • Olika funktion: bl.a. försvar, stöd, signalering, UV-skydd, allelopati • Magnecyl – det första läkemedlet från växter (salicyl-syra)
277
Vad består virus av?
• En arvsmassa av nukleinsyror (DNA eller RNA) • Ett proteinskal (kapsid) som omger arvsmassan • I vissa fall, ett lipidmembran (hölje) • Den infektiösa viruspartikeln kallas virion
278
Vad är livscykeln för växtvirus?
• Överföring mellan växter • Förflyttning inom växten • Förökning i växten
279
Hur kan växtvirus överföras?
• Vektorer: Insekter (bladlöss, stritar, trips, skalbaggar m.fl.), kvalster, protister, svampar • Mekanisk överföring • Vegetativ förökning • Överföring med frön • Pollen
280
Hur förflyttar sig växtvirus inne i växten?
• Långa avstånd (systemisk): förflyttning via floem (”source” -> ”sink”) • Korta avstånd (cell-till-cell): förflyttning via plasmodesmata
281
Exempel på inducerat försvar
• Hypersensitivitetsrespons (lokal celldöd) • Fytoalexinbiosyntesis (antimikrobiell) • Ligninbiosyntes • Syntes av salicylsyra (signalmolekyl) • Biosyntes av hydrolytiska enzymer
282
Vad är jasmonsyra?
• Jasmonsyra (JA) är signalmolekyl vid igenkänning av skador • JA induceras av herbivorer (t.ex. insekter), mekaniska skador och celldödande patogener (svampar och bakterier)
283
Två nivåer av inducerat försvar
1. Igenkänning av molekyler från patogener (PAMP: pathogen-associated molecular patterns), t.ex. flagellin från bakterieflageller, med hjälp av receptorer (PRR: pattern recognition receptor) 2. Induktion av försvar (PAMP-triggered immunity), t.ex. att stomata stängs 3. Patogener producerar effektorer som ett motvapen 4. Växter känner igen specifika effektorer 5. Induktion av nästa försvarsnivå (effector-triggered immunity): HR och SAR
284
Vad är det vi äter i broccoli resp blomkål?
Outslagna blomknoppar resp inaktiva blom-meristem.
285
Vad är förfadern till modern majs? Vad skiljer denna från majs, genetiskt och fenotypiskt?
Teosinte, som har små hårda frön på ett litet ax. Majs har en stor kolv utan fröskal. Teosinte-plantan har grenar, som i majsplantan har ersatts av kolvarna. Det är en mycket liten genetisk skillnad i uttrycksnivå av genen Tb1 som förklarar de flesta skillnaderna. Teosinte har denna gen lågt uttryckt, majs har mycket.
286
Vad är skillnaden i genöverföring i traditionell växtförädling jämfört med GMO?
I traditionell genöverföring hoppas man på överkorsning och överföring av gener till avkomman på så vis. I överkorsning följer även andra gener med, 100-1000 stycken. För över både önskade och oönskade alleler. I GMO påverkar man endast 1 gen, så man vet precis vad som är manipulerat.
287
Vad är tre sätt att göra transgena växter på?
Transformering med Agrobacterium tumefaciens, partikelkanon och virusvektorer.
288
Varför kan man använda A. tumefaciens till GMO?
Detta är en jordlevande bakterie som själv överför sina gener till växter. Vi kan ersätta bakteriens överförda gener med gener vi vill ska överföras.
289
Vad är Ti-plasmiden?
En tumour-inducing plasmid i A. tumefaciens som innehåller virulensgener och en T-DNA region.
290
Vad innehåller T-DNA-regionen i Ti-plasmiden?
Transfer DNA. Gener som kodar för auxin, cytokinin och opine (kolhydrater bakterien vill att växten ska producera). Generna för auxin och cytokinin gör att den infekterade cellen delar sig och då sprider bakteriegenerna, och bildar en tumör (krongalla) pga det okontrollerade uttrycket.
291
Hur infekterar A. tumefaciens växten?
Skador på växtens stam läcker ut substanser (acetosyringone) som bakterien känner igen. Acetosyringonet aktiverar virulensgenerna på Ti-plasmiden. Single-stranded T-DNA-strängen överförs till växtcellen och integreras i växtens DNA. Cytokinin och auxin produceras samt opiner som göder bakterien.
292
Hur överförs det dubbelsträngade T-DNA:t till växtcellen?
Proteiner syntetiserade av bakterien bildar transport-porer i båda bakteriens och växtcellens membran, “håller tag i” DNA-strängen, skyddar strängen i växtcellen och initierar transporten till cellkärnan.
293
Hur fungerar integrationen av T-DNA i växtcellens genom?
Någonstans hittar T-DNA en region den är någorlunda homolog till, och en plats med skada i DNA:t. I glappet som bildas i växtens DNA fyller DNA repair mechanisms i komplementära baser utifrån T-DNAt!
294
Vilka celler riktar man in sig på när man vill skapa transgena växter?
Celler i blomorganen (ståndare & pistiller) eller fröer i embryostadie. Detta för att öka chanserna att en hel växt (avkomman) får den nya genen, och inte bara några få celler i en vuxen planta.
295
När vill man använda partikelkanon istället för Agrobacterium?
På växter som inte är mottagliga för bakterien, eller när man vill modifiera gener i kloroplasten.
296
Hur kan man tysta en gen med antisense-metoden?
En antisense-gen är baklänges komplementär till genen man vill tysta. Genom att sätta in den i genomet kommer RNA från antisense-genen att binda komplementärt till RNA av den tystade genen och då bilda dubbelsträngat RNA, vilket cellen känner igen och tar kål på av rädsla för att det kommer från virus. Det spelar ingen roll var i genomet antisensegenen hamnar, sålänge den transkriberas. För att vara mer effektiv kan man sätta in den så den transkriberas i samma transkript som genen som ska tystas. Då kommer RNA:t vika sig på sig självt och förstöras samt användas som mall för RNA-förstörande proteiner, som letar efter RNA homologa till denna strängbit.
297
Vad stängdes av i den aldrig ruttnande tomaten?
Med antisense-teknologi stängdes polygalacturonase-genen av. Detta enzym bryter ner cellväggen.
298
Vad är Bt-toxin?
Ett toxin som produceras av bakterier (bacillus thuringiensis) som dödar insekter. Detta har satts in i växter som då dödar skadeinsekter. Inte tillåtet i Sverige.
299
Vad gjorde man i golden rice?
Aktiverade gener i riskorn som annars bara är aktiva i fotosyntetiska celler(gröna), som producerar betakaroten (som i kroppen omvandlas till vitamin a).
300
Vad skulle man kunna använda GMO till?
Växter som kan producera vaccin, nedbrytbar plast, drivolja, bättre stärkelse, kan rena marken från tungmetaller.