Nachklausur 20/21

• Plastizität: Pflanzen werden stärker von veränderten Umweltbedingungen in ihrer Entwicklung beeinflusst

• Ständiges Wachstum: selbst ein Jahrtausende Jahre alter Baum wächst noch um Nährstoffe zu erschließen

• Totipotenz: aus undifferenzierten Wundgewebe kann sich Pflanze regenerieren (z.B. nach Fraß)

Phytochrom ist ein Rotlichtrezeptor. Beispiele für durch Phytochrom gesteuerte Prozesse sind (Samen)Keimung und Schattenvermeidung. Phytochrom wird durch (hell)rotes Licht aktiviert. Diese Aktivierung kann durch dunkelrotes Licht revertiert werden. Ein Tetrapyrrol ist das Phytochromobilin von Phytochrom. Nach Aktivierung wandert Phytochrom aus dem Cytosol in den Zellkern, wo es als lichtregulierte Proteinkinase aktiv ist und mit Transkriptionsfaktor wie PIF3 interagiert.

• Vernalisierte Pflanzen blühen, auch wenn sie länger (Monate) mit Kurztag behandelt wurden und dann erst mit Langtagen

• Züchtet man Ableger von vernalisierten Pflanzen, können auch diese nach Kälteeinwirkung wieder blühen

• Das FLC-Gen exprimiert FLC, welches als Repressor der Blühinduktion dient. Dieses muss epigenetisch abgeschaltet werden, durch Histon-Modifikation. Dies geschieht nach längerer Kälteeinwirkung.  Wäre dies meiotisch würde die Pflanze schon im Winter blühen.

Phänotyp „runzelige Samen“ geht auf die Transposon-Inaktivierung einer branching enzyme-Isoform zurück. Die Samen bilden weniger Stärke und enthalten mehr Saccharose. Dadurch schwellen sie aufgrund von Osmose an und werden beim Trocknen durch den zusätzlichen Wasserverlust runzelig.

• Stärke wird aus ADP-Glucose im Chloroplasten synthetisiert und nicht wie in Eukaryoten aus UDP-Glucose. Bakterien verwenden auch ADP-Glucose —> Beleg für die Endosymbiontentheorie

• Chloroplasten besitzen eigenes ringförmiges DNA-Molekül, das ihnen ermöglicht, die Produktion von Proteinen zu steuern, die für die Stärke-Synthese notwendig sind

1. Skotomorphogenese ist die Entwicklung einer Pflanze im Dunkeln. —> R

2. Die Synthese von Abscisinsäure kann ein Pathogenitätsfaktor sein. —> R

3. Die Depolarisation der Plasmamembran von Schließzellen wird durch die Öffnung von Anionen-Kanälen ausgelöst. —> F

4. Steroid-Rezeptoren in Pflanzen sind lösliche Proteine, die nach Steroid-Bindung in den Zellkern wandern. —> F

5. Die RubisCO wird durch das Absinken der Mg2+-Konzentration im Stroma bei laufenden Thylakoidreaktionen aktiviert. —> F

6. Fructose-6-phosphat-Dehydrogenase katalysiert den ersten Schritt des oxidativen Pentosephosphatwegs. —> F

7. Ethylen löst die Fruchtreife aus. —> R

8. Die Mycorrhiza ist ca. 40 Millionen Jahre alt. —> F

• Schattenblätter haben mehr Chlorophyll b

  —> Verkleinerung der Grünlücke

  —> Effizientere Nutzung des Lichts

• Schattenblätter haben erhöhten Photosystem II-Anteil

  —> Im Schatten hat man einen hohen Anteil von dunkelrotem Licht —> Überanregung von Photosystem I

  —> erhöhter Photosystem II-Anteil verhindert das

• Synthese und Abgabe von Strigolactonen hemmt Wurzelwachstum und kann Ausbildung von Seitenwurzeln unterdrücken —> Verringerte Aufnahme von Wasser und Nährstoffen (v.a. in Ressourcen-begrenzten Umgebungen)

• Strigolactone lösen Keimung von parasitischen Pflanzen aus

• Sie werden aber auch für Symbiose mit der Mykorrhiza benötigt, da diese Pflanzen anhand der Strigolactone erkennt und diese bei ihr das Auskeimen der Hyphen bewirkt

• Strigolactone sind auch an Regulation des Sprosswachstums beteiligt, indem sie apikale Dominanz fördern

—> Auxin-Signaltransduktion

• ?: Auxin bindet an den Rezeptor (Teil eines E3-Ligase-Komplexes) TIR1, wodurch die Polyubiquitinierung der AXR-Proteine (Repressorproteine) eingeleitet wird. Durch den Abbau der Repressoren wird die Aktivität der ARF-Proteine erlaubt, wodurch Transkription erfolgen kann.

• III & IV: Dimersierungsdomäne aus AXR und ARF.

  • AXR = Repressor (hält Transkriptionsaktivator ARF in inaktiven Zustand)

  • ARF = Transkriptionsaktivator

  • Solange sie zusammen sind, kann keine Transkription erfolgen.

• Bildung von Aerenchymen zur Vermeidung der Anoxie

• Bildung von Blatthaaren zur Vermeidung von Überhitzung durch Sonneneinstrahlung (+ Blatthaare reflektieren Licht)

• Salz entzieht der Pflanze Wasser, sodass Wassermangel für die Pflanze entstehen kann

• CAM-Stoffwechsel ist ausgelegt, um Wasserverlust zu vermeiden

• PEP-Carboxylase ist hoch reguliertes Schlüsselenzym

Durch Überflutung wird Hypoxie und Anoxie ausgelöst.

Das aus der Glykolyse stammende Pyruvat wird über die Lactatdehydrogenase zu Lactat abgebaut. Dieses säuert das Cytosol an und begünstigt die Alkoholische Gärung. Das heißt Pyruvat wird durch die Pyruvat-Decarboxylase zu Acetaldehyd umgewandelt, welches dann durch die Alkoholdehydrogenase zu Ethanol wird.

1. 4 Zell-Kompartimente der Kohlenhydrat-Synthese:

   • Oleosom

   • Glyoxisom

   • Mitochondrien

   • Cytosol

2. Die Energiedichte, d.h. die freisetzbare Energiemenge pro Masseneinheit, ist bei Fett mehr als doppelt so groß wie bei Kohlenhydraten —> dadurch ermöglicht Fett Samen die auf ihr Gewicht achten müssen, ein Maximum an Energiereserve bei minimalem Gewicht

1. Nitrogenase

   N2 + 8 H+ + 16 ATP —> 2 NH3 + H2 + 16 ADP + 16 P-

2. Symbiosomen

3. Bakterien besitzen Cytochrom-Oxidase mit besonders hoher Affinität für O2

   —> Pflanze synthetisiert Knöllchen-spezifische Proteine, z.B. Leghämoglobin

   —> Pflanze bildet eine zusätzliche O2 Permeabilitätsbarriere

1. Calvin-Zyklus

2. ATP

3. ADP-Glucose (ADPG)

4. Amylase

5. UTP

6. UDP-Glucose (UDPG)

7. Chloroplast

8. Cytosol