Nennen Sie 2 grundlegende entwicklungsbiologische Unterschiede zwischen Pflanzen und Tieren! Erläutern Sie diese Unterschiede jeweils kurz mit Bezug auf die Lebensweise von Pflanzen! (6P)
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)
Nennen Sie drei keimungsauslösende Umweltfaktoren und erklären Sie, welche relevanten Informationen diese Faktoren einem Samen jeweils liefern! (9P)
Rauch: Fehlen von Konkurrenz, Feuer
Licht: Anzeigen von Vegetationslücken, Bodentiefe
Nitrat: Anzeigen von Vegetationslücken, Nährstoffverfügbarkeit
Was haben die Antworten auf Auxin, Jasmonat und Gibberellin mechanistisch gemeinsam? (6P)
Alle Rezeptoren der jeweiligen Phytohormone sind an E3-Ligase-Komplexe gebunden.
Bei Perzeption wird dann der Repressor mit Ubiquitin gekennzeichnet, anschließend im Proteasom abgebaut und die Antwort kann ausgelöst werden. (5P)
Wie wirken sich die folgenden Mutationen auf die Ethylen-Antwort aus:
Funktionsverlust aller Ethylenrezeptoren
Mutation führt zu einem Defekt in der Ethylen-bindenden Domäne eines Rezeptors
Mutation führt zu einem Defekt in der mit CTR1 interagierenden Domäne eines Rezeptors
Funktionsverlust aller Ethylenrezeptoren:
Repressor kann nicht mehr aktiviert werden —> dauerhafte Antwort
Mutation führt zu einem Defekt in der Ethylen-bindenden Domäne eines Rezeptors:
Verlust eines Ethylen-bindenden Rezeptors verhindert Ethylen-Antwort —> da der Hemmende Prozess weiterhin abläuft und nicht von den restl. Ethylenrezeptoren kompensiert werden kann
Mutation führt zu einem Defekt in der mit CTR1 interagierenden Domäne eines Rezeptors:
Repressor kann nicht mehr aktiviert werden —> dauerhaft in einem Rezeptor
Wofür stehen die Zahlen? (12P)
Befruchtung
Dormanz / Samenruhe
Kugelstadium
Herzstadium
Tropedostadium
Zellstreckung
Dehydratisierung
Cytokinese (CK)
Auxin (AUX)
Brassinosteroide (BR)
Gibberellin (GA)
Abscissinsäure (ABA)
Erklären Sie die Defekte in der Blütenentwicklung mit dem ABC-Modell! (8P)
Aktivität von … (homötische Gene)
A: resultiert in Kelchblätter (grau)
A & B: spezifizieren Kronblätter (gelb)
B & C: spezifizieren Staubblätter (rot)
C: spezifiziert Fruchtblätter (blau)
A & C: sind antagonistisch
Wildtyp: kein Defekt
Mutante 1: C defekt, A & B aktiv —> keine Staub- & Fruchtblätter, nur Kelch- & Kronblätter
Mutante 2: A defekt, B & C aktiv —> keine Kelch- & Kronblätter, nur Staub- & Fruchtblätter
Mutante 3: B defekt, A & C aktiv —> keine Kron- & Staubblätter, nur Kelch- & Fruchtblätter
Mutante 4: A & B defekt, C aktiv —> keine Kron-, Staub- & Kelchblätter, nur Fruchtblätter
Welche Reaktionen werden von der Superoxiddismutase und der Katalase katalysiert (Summengleichungen)? Beschreiben Sie zwei physiologische Situationen, in denen die Aktivitäten dieser Enzyme besonders wichtig sind. (10P)
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Welche Reaktionen werden von der Superoxiddismutase und der Katalase katalysiert (Summengleichungen)? Beschreiben Sie eine physiologische Situation, in der die Aktivitäten dieser Enzyme besonders wichtig sind. (8P)
Schutz vor reaktiven Sauerstoffspezies
Schutz des Photosyntheseapparates
Wie unterscheiden sich Sonnen- und Schattenblätter physiologisch? Nennen Sie zwei Unterschiede und beschreiben deren funktionelle Bedeutung! (8P)
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
Füllen Sie die Lücken in diesem Text: (15P)
In vielen Pflanzen wird der Blühzeitpunkt u.a. durch die Tageslänge kontrolliert. Dies nennt man __________. Das Blühen von Arabidopsis thaliana z.B. wird durch _______ werdende Tage mit ausgelöst. Die Wahrnehmung der Tageslänge erfolgt im _______. Sie wird erklärt durch das __________-Modell. Die Transkription des Regulators ____________ unterliegt einer _____________ Rhythmik. Nur wenn zum Zeitpunkt hoher _________menge noch Licht durch die Photorezeptoren _____________ und ____________ wahrgenommen wird, erfolgt die Translation. Das resultierende Protein aktiviert die Bindung von ____ dem lange gesuchten Blühhormon _________, welches dann im _______ zum _________________ transportiert wird. Dort aktiviert es zusammen mit ____ Gene der ___________________.
In vielen Pflanzen wird der Blühzeitpunkt u.a. durch die Tageslänge kontrolliert. Dies nennt man Photoperiodismus. Das Blühen von Arabiodopsis thaliana z.B. wird durch länger werdende Tage mit ausgelöst. Die Wahrnehmung der Tageslänge erfolgt im Blatt. Sie wird erklärt durch das Koinzidenz-Modell. Die Transkription des Regulators CONSTANS (CO) unterliegt einer circadianen Rhythmik. Nur wenn zum Zeitpunkt hoher Transkriptmenge noch Licht durch die Photorezeptoren Phytochrom und Cryptochrom wahrgenommen wird, erfolgt die Translation. Das resultierende Protein aktiviert die Bindung von FT dem lange gesuchten Blühhormon Florigen, welches dann im Phloemzum Sprossapikalmeristem transportiert wird. Dort aktiviert es zusammen mit FD Gene der Meristemidentitätsebene.
Welche Phytohormone stimulieren den Zellzyklus, welche hemmen ihn? Wie heißen die wichtigsten Kontrollproteine des Zellzyklus? (8P)
Zellzyklus-stimulierende Phytohormone:
Gibberellin
Cytokinin
Auxin
Zellzyklus-hemmende Phytohormone:
Abscisinsäure (ABA)
Ethylen
Jasmonat
Wichtigsten Kontrollproteine des Zellzyklus:
Cycline
Cyclin-abhängige Kinasen
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