Nennen Sie drei Phytohormone, aus welchem Stoffwechselweg gehen sie hervor?
Brassinosteroide, Gibberelline aus Isoprenoidstoffwechsel
Auxin aus TRP-Stoffwechsel
Jasmonsäure aus Linolensäure
Abscisinsäure aus Carrotinoiden
Cytokinin aus Adenosindiphosphat
Ethylen aus Aminosäuresynthese
Nenne drei grundsätzliche Eigenschaften von Phytohormonen
Niedermolekulare Signalstoffe
in niedrigen Konzentrationen wirksam
Werden von Bildungs- zu Wirkort transportiert
Beschreiben Sie kurz die Unterschiede bei der Signaltransduktion auf die Genexpression durch Auxin und Cytokinin.
Cytokinin: Phosphorrelais -> Schaltung mit Phosphaten -> Rezeptor und Responsregulator
Auxin: Komplex aus Rezeptor und Aktivator
Nenne jeweils zwei Phytohormone, die aus dem Isoprenoidstoffwechsel und zwei die aus Aminosäuren hervorgehen.
Isoprenoidstoffwechsel: Brassinosteroide, Gibbereline
Aminosäuren: Ethylen, Auxin
Was bedeutet de novo und welche Phytohormone werden nicht de novo gebildet?
De novo: Neusynthese
Abscisinsäure, Gibbereline
Was ist der Vorteil der Synthese aus Phospholipiden pder Zeaxanthin?
Schnellere Synthese
Weniger Energie zur Herstellung
Warum haben synthetische Hormone oft eine stärkere Wirkung als natürliche?
Können meist kaum oder gar nicht abgebaut werden.
Gegenspielerhormone von:
Ethylen
Auxin
Cytokinin
Abscisinsäure
Gibberellinsäure
Jasmonsäure
Brassinosteroide
Auxin, Gibberellin
Ascisinsäure
Auxin, Cytokinin
Nenne zwei Hormonwirkungen und die dazugehörigen Hormone
Cytokinin: Seneszenz Verhinderung
Auxin: Zellstreckung und Phototrophismus
Gibbereline: Blühinduktion, Samenkeimung
Ascisinsäure: Samenruhe
Warum muss Ethylen nicht abgebaut werden?
Es verlässt die Pflanze als Gas
Nenne ein Phytohormon, seinen Stoffwechselweg, und seinen Gegenspieler
Ethylen, Aminosäurestoffwechselweg aus Methionin, Gegenspieler ist Cytokinin
Wie kann die Pflanze das Vorkommen von Hormonen regulieren?
Synthese, Inaktivierung/ Speicherung, Abbau, Abgabe, Eigenregulation
Welches Hormon bewirkt das Austreiben von Knospen nach Verletzung?
Welche Hormone sind für die Samenkeimung und die Samenruhe verantwortlich?
Samenkeimung: Gibberellin und Auxin
Samenruhe: Abscisinsäure und Jasmonsäure
Welche generellen Regulationsmechanismen üben Phytohormone auf zellulärer Ebene aus?
Genexpression (Proteinsynthese)
Genabbau (Abbau extrazellulärer Botenstoffe)
Welche Aufgabe hat das Proteasom?
Gezielter Abbau von Proteinen, die mit Ubiquitin mafkiert sind, Substratspezifität und Selektivität, entfernt Repressor AXR und löst Transkription aus
Wie wird Auxin transportiert?
Im Phloem, von Zelle zu Zelle
Wie wird Cytokinin transportiert?
Im Xylem, Diffusion als Nucleosid (Abspaltung Ribosom im Zielgewebe)
Welche beiden Hormone sind Gegenspieler bei der Etablierung der Apikaldominanz?
· Auxin
· Cytokinin
Was passiert, wenn Sie die Sprossspitze abschneiden?
· Buschiges Wachstum
· Kein Auxin mehr → Cytokinin löst Blüte aus
Welches Hormon wird hauptsächlich an der Sprosssitze, welches an der Wurzelspitze gebildet?
· Wurzel: Cytokinin
· Sprossspitze: Auxin
Was bedeutet dies für die Verteilung der Hormone?
· Konzentrationsgradienten
· Am Syntheseort hohe Konzentration, „wenig“ Wirkung
· Zielort geringe Konzentration, „starke“ Wirkung/Reaktion
Welche Auswirkung haben Cytokinine auf die Wurzelbildung?
· Kormusbildung
· Mit Auxin Bildung der Seitenwurzeln
Sie haben zwei wichtige Funktionen von ABA kennengelernt. Nennen Sie eine.
Samenruhe
Wie heißen die zellulären Strukturen, die der Schwerkraftwahrnehmung dienen?
· Statolithen in Wurzelhaube
· Ca2+-Kanäle
· (Einzelliges Rhizoid der Wurzelhaube Amyloplasten in Kollumella)
Was ist ein Kallus?
· Zellhaufen
· Pflanzliches Wund- und Narbengewebe
· Entsteht an Wundrändern von Pflanzen, durch vermehrte Teilung oder auf Cytokinin Nährboden
Jasmonsäure wird bei Insektenfraß freigesetzt. Was ist der chemische Vorläufer?
· Linolensäure = Oxylipine (oxidierte Fettsäuren)
Woher stammt Linolensäure?
· Membranbestanteil
· Teil von Phospholipiden
Was ist Phototropismus, was ist Gravitropismus?
· Phototropismus: Wachstum zum Licht, durch Umlagerung des Auxinstroms in Richtung Lichtquelle
· Gravitropismus: Wachstum in Reaktion auf Schwerkraft, durch Umlagerung von Statolithen und Blockade von Ca2+-Kanälen, Verhindert Verschmelzung der Vesikel, hemmt Wachstum auf der Seite der Stärkekörner
Welches Hormon verursacht primär die Antwort auf einen geänderten Gravitrationsreiz?
Beim Phototropismus wird durch den Blaulichtreiz eine Verlagerung der Auxine bewirkt. Welche Proteine sind für die Verlagerung verantwortlich?
· PIN-Transporter = Membranprotein, das Auxinstrom leitet
· Expansine sorgen für Lockerung der Zellwand (Zellulose und Hemizellulose) und damit zur Streckung
Auf welche Seite (gesehen vom Reiz) findet die Umlagerung beim Phototrophismus statt?
· Auf der reizabgewandten Seite (Schattenseite)
Beim Gravitropismus in der Wurzelspitze (z.B. bei Arabidopsis) wird eine Verlagerung der Auxine bewirkt. Welche Proteine sind für die Verlagerung verantwortlich?
· PIN-Kanäle
Auf welche Seite (gesehen vom Reiz) findet die Umlagerung beim Gravitropismus statt?
· Auf der reizzugewandten Seite werden die Ca2+-Kanäle durch Statolithen verschlossen, das Wachstum wird gehemmt
In der Wurzel ist neben dem o.g. Hormon ein weiteres Hormon für den Gravitropismus ausschlaggebend. Welches?
Sie möchten experimentell den Blattfall/ die Blattseneszenz verhindern. Welches Hormon verhindert die Seneszenz?
10. Welches Phytohormon löst Seneszenz direkt aus?
Welches Hormon löst die Seneszenz indirekt aus?
Auxin -> regt die Ethylenbildung an
Welches Hormon wurde hier verwendet?
Warum reagieren die beiden Organe unterschiedlich stark auf die Hormongabe?
· Auxin Bildung im Spross, daher höhere Toleranz
· Wurzel hat höhere Empfindlichkeit und Hemmung tritt bei geringer Menge auf
Welcher Mechanismus führt zur Hemmung des Wachstums bei hohen Hormonkonzentrationen?
· Ausschüttung von Ethylen
Stomaschluss – Verringerte Phytosynthese
Sie lassen Weizensamen in Wasser keimen. Nach 4 Tagen messen Sie die α-Amylaseaktivität.
Werden Sie nach 4 Tagen mehr α-Amylaseaktivität finden als direkt nach der Quellung?
Was macht die α-Amylase enzymatisch gesehen?
Ja, Synthetisierung setzt erst nach 4 Tagen ein
Spaltet, unter Verbrauch von Wasser, Stärke in Maltose und Isomaltose
In welchem Gewebe wird die α-Amylase gebildet?
Durch welche/s Phytohormon(e) wird der Prozess reguliert?
Wo, in welchem Teil des Samens, wird das entscheidende Hormon gebildet?
Aleuronschicht
Gibberelline
Scutellum
Sie planen ein Experiment: Sie schneiden eine Pflanze (z.B. Buntnessel oder Mungbohne) an der Sprossachse ab. Daraufhin stellen Sie die wurzellose Sprossachse in (1) Wasser und in einem weiteren Experiment in (2) Cytokininlösung. Was erwarten Sie?
(1) Auskeimung und Bildung von Wurzeln
(2) Keine Wurzelbildung (Auxin fehlt), (Streckungswachstum vom Spross)
Was ist ein Peptidsignal/Peptidhormon?
· Kurze Abfolge von Aminosäuren (AS), gehen aus Vorläuferproteinen hervor
Nennen Sie einen Vorgang, bei dem ein Signalpeptid eine Reaktion hervorruft (siehe auch Entwicklung: CLV3, biotische Interkationen FLG22).
· Systemin: ausgelöst von Jasmonsäure
· CLE 25: Bei Trockenstress; A2, A5 werden aus der Wurzel in die Blätter transportiert und lösen dort die Synthese von ABA aus
Was ist ein Mediator einer Hormonantwort?
· Botenstoffe, die an Zielstruktur biochemische Reaktionen auslösen
· Gewebshormone, die auf benachbarte Zellen wirken
Nennen Sie zwei Beispiele für Mediatoren
· ROS
· cGMP
· cADPR
· Ca2+
Welche grundsätzlichen Wachstumsvorgänge haben Sie kennengelernt? Wie unterscheiden sie sich?
· Streckungswachstum: Vergrößerung des Zellvolumens, Einlagerung von vor allem Wasser (Vakuolenbildung), gleichzeitig Einlagerung von Cellulose für Zellwandausprägung
· Zellteilung: erfolgt durch schnell wiederholte Zellteilungen. Führt zur Zellvermehrung
· Differenzierung: Übernahme einer spezifischen Aufgabe/Funktion z. B. als Epidermiszelle, Leitungszelle, Festigungszelle, auch die endgültige Form sowie ihren speziellen Bau und sie ordnen sich in spezifischer Weise zu Geweben an
Wodurch unterscheiden sich Streckungs- und Spitzenwachstum? Wo finden Sie diese Wachstumsvorgänge?
· Spitzenwachstum: - Spitzenzone (z.B. Pollenschlauch)/ apikale Wachstumszone der Wurzel - Einseitige Wanddehnung - Nur Teil der Zelle wächst
· Streckungswachstum: - Streckungszone der Wurzel oder des Sprosses (z.B. Bambus) - gleichmäßiges Wachstum - Wanddehnung über Zelloberfläche gleichmäßig verteilt - Auflockerung von Hemi-/Cellulosen
Auf welchen Vorgängen beruht das Streckungswachstum?
· Wasser und Salzeinlagerungen in der Zelle, durch AUX und GA
Was ist ein Meristem?
Welche Eigenschaften hat es?
· Gewebetyp bei Pflanzen, welcher aus undifferenzierten Zellenbesteht und am Wachstum, durch Zellteilung beteiligt sein kann
· Inäquale Teilung
· Isodiametrische Zellen
Welche Aufgaben hat ein Meristem?
Wo können Sie Meristeme finden?
· Wachstum
· Auffüllfunktion
Spross und Wurzel
Sie haben zwei Typen von Apikalmeristemen kennengelernt. Wo finden Sie diese? Wie unterscheiden sich die beiden Apikalmeristeme auf zellulärer Ebene/ in der Zellanordnung? Anders: Nennen Sie drei fundamentale Unterschiede zwischen SAM und RAM.
· SAM: - Sprossspitze - Korpusschicht, Tunicaschicht - Zentrale Zone und periphere Zone
· RAM: - Wurzelspitze - Ruhezentrum (darüber und darunter Initialzellen) - Zentralzylinder, Perkambrium, Endodermis, Cortex, Protodermis
Beschreiben Sie den Aufbau des Sprossapikalmeristems (SAM).
· Periphere und zentrale Zone
Wodurch unterscheiden sich Tunica und Korpus? Oder: Wie ist die Richtung der Zellteilung?
· Korpusschicht: Teilung in alle Richtungen - L3 (Mark &Prokambrium)
· Tunicaschicht: senkrechte Teilung zur Oberfläche - L1 (Epidermis) - L2 (Rindenparenchym)
Aus welcher Zellschicht geht ein Phloem-Gefäß hervor, aus welchem eine Schließzelle?
• Phloem-Gefäß: L3 Schicht (Prokambrium)
• Schließzellen: L1 (Epidermis)
Sie haben das Clavata/Wuschel-System bei der Meristemerhaltung kennengelernt. Welche Aufgaben übernehmen die einzelnen Proteine (WUS, CLV3, CLV1/2)?
· WUS: - Genexpression von CLV3 - fördert Erhalt des Meristems und Zellteilung
· CLV3: - Hemmung Genexpression WUS - begrenzt das Meristem
· CLV1/2: - Rezeptoren - dient Bildung von CLV3
Welches Phytohormon ist für die Ausbildung der Blattanlagen verantwortlich?
Wie wird die Verteilung im Meristem auf zellulärer Ebene gesteuert, um eine Verteilung im Gewebe zu erhalten?
In welchem Meristem werden die Blätter angelegt?
Source to sink
· Sprossapikalsystem (SAM)
37. Welches Hormon ist primär für die Bildung der Leitbündel in der Sprossachse verantwortlich?
Welche Gewebelagen sind für die Festlegung und welche für die Ausbildung von Blattanlagen verantwortlich?
L1 Festlegung
L2 Ausbildung
Corpus Ausbildung
Trichomen kennengelernt. Welche Funktion haben GL3, W, GL1 im Zellkern?
· Transkriptionsfaktoren
· Erst Bindung an WD, dann an DANN
· Bestimmen Genexpression von GL2 und CPC
Welche Funktion hat WD?
· Gerüstprotein
· Bindung von Transkriptionsfaktoren (GL3, W, GL1) → Komplexbildung
Sie haben vier Faktoren zur Blühinduktion kennengelernt. Nennen Sie drei der vier Faktoren.
· Fotoperiode
· Kältereiz
· Alter
· (GA-Zugabe)
Bei der Blühinduktion durch die Tageslänge wird bei Arabidopsis ein Protein mit Namen FT gebildet. In welchem Organ wird die Tageslänge gemessen?
Warum ist es nicht die Wurzel?
im Blatt
kein Licht
Wo wird FT gebildet?
Wo übt es seine Wirkung aus?
Wie gelangt es vom Bildungs- zum Zielort?
Im Blatt
SAM
Transport übers Phloem
Was unterscheidet eine Kurztagpflanze von einer Langtagpflanze?
· KTP: Blühindikation bei Unterschreitung kritischer Tageslänge (bzw. Überschreitung kritischer Nachtlänge)
· LTP: Blühindikation bei Überschreitung einer kritischen Tageslänge (bzw. Unterschreitung kritischer Nachtlänge)
Welches Pigmentsystem ist hier das bestimmende?
Phytochrom
Was ist eine Vernalisation?
· Induktion der Blütenbildung durch Einwirkung bestimmter Temperaturen
Wie wirkt sich eine Vernalisation auf Arabidopsis aus?
· Kälteperiode hemmt FLC
· Förderung der Blühinduktion
· Schnellere Blütenbildung
Auf welcher Ebene/ durch welchen Prozess wird die Bildung der FLC-mRNA in Arabidopsis verhindert?
· Auf DNA-Ebene
· Dimethylierung verschließt das Chromatin
· Keine Genexpression durch RNA-Polymerase II möglich
Was beschreibt das ABC-Modell?
Verschiedene Gene (A,B,C) sind für die Ausbildung verschiedener Blühorgane verantwortlich uns müssen teilweise gleichzeitig zusammen wirken, damit alle Organe ausgebildet werden können.
Welcher/s Transkriptionsfaktor /-paar (ABC) ist für die Bildung der Staubblätter (oder Kelch) verantwortlich?
· Staubblätter: Kombination Gen B und C
· Kelch: Gen A
Die Funktion welches Transkriptionsfaktors, verantwortlich für die Meristemhomöostase, wird durch die Blütenbildung terminiert?
· Funktion von WUS wird durch Gene terminiert
· Hemmung/ Aufbrauchen des Meristems
Was ist ein Transkriptionsfaktor?
Stoffgruppe?
Funktion?
· Protein, das bei der Transkription der DANN beteiligt ist (direkt oder indirekt)
Protein
· Förderung/Hemmung der Transkription der DNA (Regulation)
Woher bezieht der Pollenschlauch seine Energie beim Durchwachsen des Transmissionstraktes?
· Zucker als Energie: Arabinogalactanproteine
· Steuerung durch Zuckerkonzentration
Warum bringt der Pollenschlauch zwei generative Kerne in den Eiapparat?
· Für Befruchtung der Eizelle
· Für Bildung des triploiden Endosperms (Energiequelle für späteren Embryo)
Was ist Selbstbestäubung in der Blütenbiologie?
· Die produzierte Zygote wird von den eigenen Spermazellen befruchtet
Nennen Sie einen Vorteil und Nachteil der Selbstbestäubung
· Vorteil: Reproduktion trotz fehlender Bestäuber/ unattraktiver Blüte
· Nachteil: Keine Durchmischung der Genome
Nennen Sie zwei morphologische Strategien zur Vermeidung der Selbstbefruchtung bei Pflanzen.
· Räumliche Trennung von Staubblättern, Fruchtknoten: Eingeschlechtliche Blüte
· Zeitliche Trennung der Reife (Vorweiblichkeit,-männlichkeit)
· (Selbstinkompatibilität auf molekularer Ebene) = nicht morphologisch
Durch welchen Genotyp wird die molekulare Selbstinkompatibilität bewerkstelligt:
1)Gametophytische
Selbstinkompatibilität
2)Sporophytische
1) Monogametophyt; weiblicher Sporophyt (Fruchtknoten)
2) weiblicher Sporophyt (Fruchtknoten), männlicher Sporophyt (Staubblatt)
Nennen Sie zwei Vorteile der doppelten Befruchtung.
· Endosperm wird erst nach Befruchtung gebildet (Befruchtungssignal)
· Es stehen mehr Gene zur Verfügung
Trägt der Megagametophyt zur Selbstinkompatibilität bei?
· Nein (der Mikrogametophyt)
Bei der Embryogenese werden bis zum Herzstadium drei wichtige Differenzierungsstadien erreicht. Nennen Sie diese in der zeitlichen Reihenfolge.
· Zweizellstadium
· Oktandenstadium
· Kugelstadium
Im Herzstadium sind bereits drei wichtige Organe determiniert. Nennen Sie diese.
· SAM
· RAM
· Kotyledonen Anlage (Keimblätter)
1)Ein Same kann in Dunkelheit auskeimen und wachsen. Wie nennt man diese Form der Differenzierung?
2) Woher bezieht der etiolierte Keimling seine Nährstoffe?
1)Etiolement (viel Streckungswachstum, wenig Teilungswachstum)
2) Endosperm
Wushel und Clavata :
1) Sind regulatorische Proteine
2) Regulieren die Blattentwicklung
3) Regulieren die Meristemerhaltung
4) Finden sich nur im Wurzelapikalmeristem
5) Finden sich nur um Sprossapikalmeristem
6) Finden sich in beiden Meristemen
Regulieren die Meristemerhaltung
Finden sich nur um Sprossapikalmeristem
In welchem Stadium der Embryogenese wird welche Differenzierung erreicht?
1) Kotyledonen
2) Polbildung/Wurzel und Spross
3) Tunica/Korpus
1) Herzstadium 250 Zellen
2) Zweizellstadium
3) Kugelstadium 100 Zellen
Was ist die Aufgabe eines Reportergens? Oder: Was kann man mit Hilfe eines Reportergens nachweisen?
Nennen Sie ein Beispiel
· Dient als Nachweis für die Expression anderer Gene
· Lokation an welchem Ort das Gen zu finden ist
· Lokation von Auxin in der Blütenentwicklung
Nennen Sie xxx konstitutive Abwehrmechanismen der Pflanzen und gegen welchen Stress sie sich jeweils richten.
· Kakteen: Dornen (Verlust von Blättern) → gegen Verbiss von Tieren
· Schutz vor Nährstoffmangel → Symbiose mit Pilzen
· UV-Strahlen- und Fraßschutz → Behaarung auf den Blättern
· Samenbildung → Trockenstress, Frostschutz
Wie können Pflanzen vor Folgen eines Stresses prinzipiell geschützt werden. Beschreiben Sie dies.
· Durch Erweiterung des Toleranzbereichs/ Optimalbereichs
· Höhere Toleranz genenüber Stressorenen durch Konditionierung und Akklimatisierung
· Anpassung eines Optimums innerhalb einer genetischen Vorgabe für sich verändernde Umweltfaktoren
Sie haben verschiedene Stressarten in der Vorlesung kennengelernt. Nennen Sie zwei. Nennen Sie zu diesen zwei dich wichtigste Folge auf zellulärer Ebene.
· Hitzestress: - denaturierte Proteine - Zellhomöostase gestört
· Wassermangel - Bildung Dehydrinen (LEA) - Verlust des Tugors und des Wasserpotentials
· Salzstress
- Störung des Salzhaushalts (zu viel Na+)
- Absenkung des osmotischen Potentials (Einlagerung von OPS und Induktion von Aquaporinen
Was ist die wichtigste molekulare Auswirkung durch Hitzestress?
· Denaturierung von Proteinen durch Fehlfaltung
Wie begegnet die Zelle molekular gesehen dieser Auswirkung?
· Chaperonen
· Hitzestressproteinen (HSP) - HSP 20 - HSP 60/ HSP10 - HSP 70/ HSP40 - HSP 90 - HSP 100
Auch bei anderen Stressarten wird die Hitzestressantwort ausgelöst. Nennen Sie eine dieser Stressarten.
Oxidativer Stress
Welche zwei wichtigen Funktionen kommen HSP bei der Hitzestressantwort zu?
· Renaturierung von partiell denaturierten Proteinen
· Abbau/ Lagerung von denaturierten Proteinen
Was verstehen Sie unter einer induzierten Toleranz oder einer Konditionierung am Beispiel des Kältestresses?
· Induzierte Toleranz: Durch Veränderung der Zellbestandteile kommt es zu einer Toleranz des Kältestresses. Bildung von AFP verhindert das Wachstum von Eiskristallen
· Konditionierung: „Dauerhafte“ Anpassung der Zelle (für Tage, Wochen, selten für immer). Import von osmotisch aktiven Teilchen führt zur Gefrierpunktserniedrigung
Nennen Sie drei konstitutive pflanzliche Abwehrmechanismen gegen Stress (abiotisch oder biotisch), die Sie in der Vorlesung kennengelernt haben und nennen Sie den entsprechenden Stress.
· Erhöhung des osmotischen Potentials → Salzstress
· Hypersensive Reaktion → Verhinderung/ Erschweren der Pathogenausbreitung → Pathogene
· Symbiosen mit Mykorrhiza → Verbesserte Aufnahme von Wasser und Nährstoffen→ Wassermangelstress
Durch welche äußeren Bedingungen kann Wassermangelstress in Pflanzen hervorgerufen werden? Nennen Sie zwei, die Sie in der Vorlesung kennengelernt haben.
· Hohe Temperatur → Hitzestress → Wassermangelstress
· Gefrorenes Wasser → Kältestress → Wassermangelstress
In welchem Entwicklungszustand einer Pflanze ist Trockenstress „normal“.
· Samen (ABA führt zu kontrolliertem Wassermangel)
Was droht Proteinen bei Wassermangel?
Wie kann die Pflanze die Proteine schützen?
· Verlust der Hydrathülle
· Bildung von LEA
Während eines Wassermangels bildet die Pflanze OPS (osmoprotektive Substanzen). Warum akkumuliert sie nicht Na+ im Cytoplasma?
· Na+ würde um sich eine Hydrathülle mit dem mangelnden Wasser bilden
· Die Schutzhülle um die Proteine würden gestört werden und Proteine denaturieren
· Na+ wird versucht in Vakuole zu binden und Zelle Proteine/Membranen zu schützen
Beim Wassermangel verliert die Zelle Wasser. Wie kann sie gegensteuern? Nennen Sie einen Mechanismus, den Sie in der Vorlesung kennengelernt haben.
· Absenken des osmotischen Potentials
Welche Gefahren für die Zelle bei Kältestress haben Sie kennengelernt, die über den Wassermangel hinausgeht. Nennen Sie eine.
• Bildung von Eiskristallen innerhalb der Zelle, die die Zellwände und die Membran beschädigen können
Wie können Reaktive Sauerstoffspezies in der Zelle entstehen? Nennen Sie xxx Wege.
· Metzler Reaktion
· Photorespiration
Nennen Sie drei Reaktionen von Pflanzen auf Sauerstoffmangel, die Sie in der Vorlesung kennengelernt haben.
· Aerenchymbildung in Wurzel und Spross (Verändertes Schwammparenchym)
· Luftwurzeln
· Streckungswachstum
· Ethylenbildung
· Korkwarzen, Lenticellen Bildung
Welche Umstellung erfahren pflanzliche Mitochondrien in überfluteten Organen?
· Von Zellatmung auf Gärung
Nennen Sie zwei Auswirkungen von Schwermetallstress, die Sie in der Vorlesung kennengelernt haben.
· Verdrängung von Ionen aus Proteinbindungsstellen
· Konkurrieren um Aufnahme (Cd2+ gegen Fe2+, Zn2+)
Nennen Sie zwei Stoffwechselwege oder Hormonwirkungen, die durch Herbizide angegriffen werden können.
· Ethylensynthese
· ABA-Synthese
· (Stomataschluss und Seneszenz (Blattabwurf))
Spricht man bei der Blattsenkung der Mimose von einer Nastie oder einem Tropismus? Begründen Sie. Nennen Sie ein Beispiel aus der Vorlesung für die andere Bewegungsart.
· Nastie: Richtung der Bewegung ist festgelegt und unabhängig von der Reizrichtung - Bsp.: Mimose, Venus-Fliegenfalle
· Tropismus: sind Wachstumsbewegungen mit nicht festgelegter Richtung - Bsp.: Gravitropismus; Phototropismus
Welche Aufgabe übernehmen:
1) LEA-Proteine
2) Antifreezingproteine
3) HSP im Sinne von Chaperonen
1) Wasserbindung in der Zelle, Schutzhüllen um Membranen und Proteine, verhindern Wechselwirkungen von Membranen/Proteinen mit Ionen
2) Schutz vor Eiskristallbildung in der Zelle
3) Schutz vor Denaturierung der Proteine, Renaturierung von Proteinen
Dazu: In welchem Zusammenhang haben Sie diese Proteine in der Vorlesung kennengelernt. Nennen Sie jeweils ein Beispiel
2)Antifreezing Proteine
3)HSP im Sinne von Chaperonen
1) Wasserstress
2) Kältestress
3) Hitzestress
Was sind osmoprotektive Substanzen?
Chemische Chaperone
Nennen Sie drei Aufgaben. Welche Gefahren gehen für die Zelle von Temperaturen von unter 0°C aus? Nennen Sie zwei, die Sie in der Vorlesung kennengelernt haben.
· Aufgaben:
- Schutz vor Dehydratisierung von Membranen und Proteinen - Erhöhung des osmotischen Potentials - Gefrierpunktserniedrigung
· Gefahren: - Eiskristallbildung in der Zelle (Durchstoßen der Membran) - Erstarren der Membran (Elektrolytverlust) (Elastizitätsverlust)
Welche Abwehrmechanismen haben Pflanzen entwickelt?
· AFP (Gefrierschutzproteine)
· Konditionierung
Es gibt Pflanzen, die schon bei Temperaturen oberhalb von 0°C Dysstress erleiden. Auf welchen molekularen Vorgang geht das zurück?
· Erstarren der Plasmamembran
ROS
1) Steht für Reaktive Sauerstoff-Spezies
2) Steht für Relative Oxylipin-Synthese
3) Entstehen beim Streckungswachstum
4) Entstehen bei Wirts-Pathogen-Interaktionen
5) Können Signalmoleküle sein
6) Kontrollieren die Schattenvermeidungsreaktion
7) Wird für die Synthese von Phytohormonen benötigt
Steht für Reaktive Sauerstoff-Spezies
Entstehen bei Wirts-Pathogen-Interaktionen
Können Signalmoleküle sein
Lösen Proteindenaturierung aus
Welche Mechanismen haben Sie kennengelernt, um die toxische Wirkung von Schwermetallen zu reduzieren?
· Bindung im Cytoplasma (Verringerung der Verfügbarkeit)
· Chelatierung und Ausscheidung oder Speicherung
· Chelatierung im Boden (Verhinderung der Aufnahme)
Bitte teilen Sie folgende Interaktionen von pflanzlichen Wirten in Symbiose, Kommunismus, Parasitismus, Pathogen-Pflanze-Interaktion und Allelopathie ein:
· Wirt – Mistel → Parasitismus → Nährstoffweg/-entnahme
· Wirt – Nematode → Pathogen-Pflanze-Interaktion → Gallenbildung (Blatt), Endomitosen/ Riesenzellbildung (Wurzel)
· Wirt – Wurzelpilz → Symbiose → für beide von Vorteil
· Wirt – Rhizobium → Symbiose → Für beide von Vorteil
Was ist eine Flechte? Nennen Sie die Interaktionspartner und die Form der Interaktion.
· Symbiose
· zwischen Pilz, Mycobiont (Ascomycet, Basidiomycet) und phototrophem Partner, Photobiont (Cyanobakterium, Grünalge)
Was ist eine Mykorrhiza? Ist es eine Symbiose?
Was sind die Vorteile für die Interaktionspartner?
· Symbiose zwischen Pilz und höherer Pflanze
· Pilz: - Kohlenhydrate
· Pflanze: - Wasser - Spurenelemente
Welche Eigenschaften hat eine Symbiosemembran?
· Stoffaustausch
· Pathogenabwehr
· Interaktionsraum
Bei welcher Interaktion haben Sie eine Symbiosemembran kennengelernt?
· Als Endomykorrhiza bei Orchideen
Bei der vesikulär-abusculären Mykorrhiza werden Haustorien ausgebildet. Wer bildet diese?
Was ist die genaue Funktion?
· Glomeromycota (Pilzpartner)
· Stoffaustauch
· (Oberflächenvergrößerung)
Zu welchem Zeitpunkt im Entwicklungsgang einer Orchidee, ausgehend vom Samen, benötigt diese obligat einen Interaktionspartner?
Um welchen Interaktionspartner handelt es sich?
· Nach der Samenkeimung als Embryo: für vollständige Entwicklung
· Basidiomyceet: Ammenpilz für Kohlenhydrate
Sie haben Phytopathogene aus verschiedenen Gruppen kennengelernt. Nennen Sie drei dieser Gruppen.
· Bakterien
· Nematoden
· Pilze
· (Viren)
Welche Nachteile von Monokulturen haben Sie in Bezug auf Phytopathogene kennengelernt?
· Begünstigt Epidemien (nach erstmaliger Überwindung der Abwehrmechanismen können alle Pflanzen befallen werden
· Begünstigt Resistenzen
Was unterscheidet eine nekrotrophe von einer biotrophen Lebensweise eines Phytopathogens?
· Biotroph: lebendes, organisches Material als Nahrung
· Nekrotroph: totes, organisches Material als Nahrung
Nennen Sie drei präformierte Abwehrmechanismen gegen Pflanzenschädlinge.
· Cuticula
· (Verholzte) Zellwände
· Periderm/Borke
· Toxische Verbindungen in Zellwänden und Vakuolen
Nennen Sie drei induzierte Abwehrmechanismen gegen Pflanzenschädlinge.
· Hypersensitive Reaktion
· Systemisch erworbene Resistenz (SAR für systemic acquired resistance)
· PR-Proteine (pathogenisis related)
· VIGS (Virus induced gene silencing)
· Papillenbildung (z.B. Epidermis bei Mehltau)
Was sind MAMP?
· Eigene Faktoren der Mikroorganismen (Zellwandbestandteile, Chitin, Proteine (Flagellin)) oder freigesetzte pflanzliche Bestandteile (der Cuticula oder Zellwandbestandteile)
· Erkennungsmoleküle
Wobei entstehen MAMP?
· Bei (versuchtem) Befall der Pflanze (auf dem Blatt)
(Vorstufen der) MAMPs (microbe assoiciated moleculare pattern) können durch beide Interaktionspartner gebildet worden sein. Nennen Sie jeweils ein Beispiel.
· Mikroorganismen: Zellwandbestandteile, Chitin, Proteine (Flagellin)
· Wirtspflanze: Cuticula oder Zellwandbestandteile
Was haben Pathogene für Mechanismen entwickelt, um die erste Erkennung durch den Wirt zu verhindern?
· Verdrängung der MAMP
· Effektor blockiert Signaltansduktion
Was ist die Hypersensitive Reaktion?
· Programmierter Zelltod bei Befall von Pathogenen
Wodurch wird sie ausgelöst?
· Erkennung von MAMPs am NB-LRR-Protein (NB= Nukleotidbindestelle)
Nennen Sie zwei Funktionen.
· Akkumulation von toxischen Verbindungen, insbesondere Phenole
· Ausbreitung des Pathogens wird erschwert
· Bildung von Abwehrproteinen
· Ausschüttung von Signalstoffen
Sie haben das Phosphorelais-System bei der Cytokinin-Antwort kennengelernt. Die Ethylenantwort und die Antwort auf Pathogenbefall können über das MAP-Kinase-System erfolgen. Was ist der grundsätzliche Unterschied zwischen den beiden Signaltransduktionswegen?
· MAP-Kinase: Signalamplifikation (schnelle und verstärkte Reaktion auf ein Signal)
· Phosphorelais: keine Signalverstärkung (eine „Reaktion“ pro Signal)
Systemisch erworbene Resistenz: Welche Aussagen treffen zu?
1)Salicylsäure dient als mobiles Signal
2)Salicylsäure induziert ein mobiles Signal 3)Salicylsäure wird vom Pathogen produziert
4)Salicylsäure wird vom Wirt produziert
5)Die systemisch erworbene Resistenz richtet sich gegen das erste Pathogen
6)Die systemisch erworbene Resistenz richtet sich gegen die Organismengruppe, zu der das erste Pathogen gehörte
7)Die systemisch erworbene Resistenz richtet sich gegen ein breites Spektrum von Phytopathogenen.
Nennen Sie eine Möglichkeit, wie ein phytopathogener Pilz in die Pflanze gelangen kann. Wie gelingt es einem Bakterium, wie einem Virus?
· Phytopathogener Pilz: - Sporenkeimung auf der Oberfläche - Eindringen Blatt durch Öffnungen wie Stomata - Eindringen Wurzel durch die Epidermis
· Bakterien: Über Wunden
· Virus: Direkte Übertragung ins Innere z.B. über Insektenrüssel von Insekten
Die Infektion einer Pflanze mit Agrobakterium tumfaciens kann man in 11 einzelne Schritte unterteilen. Nennen Sie mindestens 4 davon.
1. Verletzung durch mechanische Einflüsse
2. Bakterien können Pflanze durch Pflanzenstoffe (z.B. Acetosyringon) lokalisieren
3. Bakterien gelangen an Pflanze
4. Binden an Arabinogalactane (Glykoproteine) (Acetosyringon löst Genexpression aus → Vir-Operon)
5. Expression des Vir-Operons (5)
6. Einzelstrangkopie der T-DNA (6) →T-DNA zwischen LB und RB (left, right border)
7. Transport (7) der DNA und Transportproteine
8. durch Proteinkanal (8) in Pflanzenzelle
9. Verpacken der DNA (9)
10. Kernimport (10)
11. Einbau in Kerngenom (11)
Was stellt die T-DNA in der Pflanze-Agrobacterium-Interaktion dar?
Nennen Sie die drei wichtigen Genfunktionen.
Wer exprimiert diese Gene?
· Promotoren und Terminatoren für pflanzliche Transkriptionsmaschinerie
· Gene der T-DNA codieren für - AUX-Synthese - CK-Synthese - Opinsynthese
Die Pflanze
Was überträgt Agrobakterium als infektiöses Agens (Stoffgruppe) in die Wirtspflanze?
· DNA (T-DNA in Form eines Plasmids)
Wie verbreitet sich ein Tabakmosaikvirus innerhalb einer Pflanze?
· Durch MP (Movement-Protein) von Zelle zu Zelle
Wie verbreitet sich ein Blumenkohlmosaikvirus von Pflanze zu Pflanze?
Durche Insekten
Welche Aufgaben erfüllen das Movement Protein (MP) und das Coat Protein (CP) während einer Virusinfektion?
· MP: Dient der Verbreitung der ssRNA und erweitert Plasmodesmos
· CP: Erstellen des Virions und Schutz (Hüllproteine)
Nennen Sie jeweils die Vorteile für den pflanzlichen Interaktionspartner in folgenden Symbiosen:
· Pflanze – Rhizobien: Stickstoff – Kohlenhydrate
· Pflanze – Mykorrhizapilze: Wasserversorgung – Nährstoffe
Beschreiben Sie eine nekrotrophe Pflanze-Pathogen-Interaktion
· Geringere Spezifität, töten Wirt durch Toxine ab und ernähren sich saprophytisch z.B. Botrytis
· Bsp: Fusicoccin (ein Welketoxin) → Pilz (Fusicoccum amygdali) befällt Mandel- und Pfirsichbäume → löst unkontrollierte Stomataöffnung aus, durch Toxinbindung des Dimmers
Von welchem Interaktionspartner bei einer Agrobakterium-Pflanze-Interkation geht das erste Signal aus?
· Pflanze (Verletzung löst Wahrnehmung von Pflanzenstoffen (z.B. Acetosyringon) aus)
Was ist das infektiöse Molekül, welches übertragen wird? (Name oder Stoffgruppe)
Wohin wird es transportiert?
Was ist die Aufgabe dieses Moleküls?
T-DNA
Zellkern
· Opin-Synthese - C- und N-Quelle für Agrobacterium
· AUX-Synthese
· CK-Synthese
Last changed2 years ago
