Was ist das Ausgangssubstrat der Fettsäuresynthese und wie entsteht es in Pflanzen? (6P)
Ausgangssubstrat: Aceytyl-CoA
[in Plastiden]
1) durch Acetyl-CoA-Synthetase aus importiertem Acetat
2) durch oxidative Decarboxylierung von Pyruvat in plastidischer Glykolyse mit Pyruvat-Dehydrogenase
Unterscheiden Sie Tropismen von Nastien! Nennen Sie jeweils drei Beispiele! (10P)
Tropismen: Krümmungsbwegung durch Reiz ausgelöst, Richtung durch Reiz bestimmt
—> Phototropismus, Gravitropismus, Thigmotropismus
Nastien: durch Reiz ausgelöste, vom Bauplan vorgegebene Bewegung
—> Epinastie, Thigmonastie, Hyponastie
Welche funktionelle Bedeutung für den Lipidstoffwechsel haben die Kontaktstellen zwischen Chloroplasten und Endoplasmatischem Retikulum? (6P)
direkter Transfer von Lipiden zw den Chloroplasten & ER
—> erleichtert Austausch von Lipidmolekülen
—> ermöglicht auch effiziente Zusammenarbeit bei Lipidsynthese
Bildung & Transport von Lipiden zu Plastoglobuli
Speicherung von Lipiden
Anpassung des Lipidstoffwechsels während Stressreaktionen
Warum können Mutationen in einem Repressor der Gibberellin-Antwort sowohl zu Zwergwüchsigkeit als auch zu besonders starkem Längenwachstum führen? (8P)
Zwei mögliche Szenarien:
Repressor kann SCF-Komplex nicht rekrutieren —> kann dadurch nicht markiert werden —> kein Abbau des Repressors —> kein Wachstum in Anwesenheit von GA —> Zwergwüchsigkeit
Repressor kann GA-Rezeptor nicht mehr binden —> Aktivator ist ständig aktiv —> Längenwachstum
Welche biologische Funktion hat das lange hypothetische „Florigen“? Was wissen wir heute über die molekulare Natur und Wirkungsweise von „Florigen“? (12P)
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Welches Molekül wirkt als Florigen? Unter welchen Bedingungen wird dieses Molekül gebildet? Wie wirkt dieses Molekül? (10P)
Florigen: Ein systematisches Signal, das Blühen auslöst
Heutiges Wissen: Wird im Blatt, bei Vorliegen der richtigen Umweltbedingungen, produziert und über das Phloem zum Sprossapikalmeristem transportiert —> Dort löst es durch Interaktion mit dem Transkriptionsfaktor FD die Aktivierung von Genen der Meristemidentitätsebene aus —> Blühinduktion
Molekül: FT
Bedingungen: Photoperiode (Dauer des Tageslichts), Umgebungstemperatur & interne Signale
Wird im Blatt, bei Vorliegen der richtigen Umweltbedingungen, produziert und über das Phloem zum Sprossapikalmeristem transportiert —> Dort löst es durch Interaktion mit dem Transkriptionsfaktor FD die Aktivierung von Genen der Meristemidentitätsebene aus —> Blühinduktion
Durch welches Experiment können Sie überprüfen, ob ein bestimmter Prozess eine circadiane Rhythmik zeigt? (T)
Experiment: Blattbewegung
Prozess aussuchen, der circadiane Schwingungen zeigt —> (1) Beobachtung unter Licht-Dunkel-Wechsel —> (2) Beobachtung unter konstanten Bedingungen —> Zeigt der Prozess auch unter konstanten Bedingungen circadiane Schwingungen, unterliegt er höchstwahrscheinlich einer circadianen Rhythmik
Definieren Sie Stratifikation und Vernalisation! (T)
Stratifikation: Samenauskeimung aufgrund von Kälte, z.B. bei einheimischen Apfelsorten
Vernalisation: Kompetenz für das Sprossapikalmeristem zu blühen → Durch Genlocus FLC, welcher epigenetisch abgeschalten wird
[= Blühinduktion bei Pflanzen nach einer längeren Kälteperiode]
Nennen Sie drei entwicklungssteuernde Phytohormone und jeweils eine typische Wirkung auf die Entwicklung! (9P)
Auxin —> Ausbildung einer Apikaldominaz & verantwortlich für Phototropismus
Cytokinin —> Förderung der Zellteilung & Förderung von Seitenknospen
Gibberellin —> Förderung der Internodienstreckung & der Samenkeimung
Welche Störung liegt in der Mutante vor? Erklären (nicht: beschreiben) Sie die Beobachtungen! (8P)
Jasmonat aktiviert lokal & systematisch die Herbivor-Abwehr
Die erhöhte Sensivität der Mutante im Vergleich zum Wildtyp beruht auf einer gestörten Jasmonat-Synthese der Mutante
Fad-Gene codieren für Desaturasen, die Doppelbindungen in Fettsäuren einführen
Jasmonat wird ausgehend von ungesättigten Fettsäuren synthetisiert
Desaturase-Mutasen enthalten keine ungesättigten C16 und C18-Fettsäuren —> nicht mehr in der Lage Jasmonsäure zu bilden —> kann sich nicht gegen Larven verteidigen —> Blätter & Wurzel der Pflanze werden stark beschädigt ==> geringe Überlebensrate
Wofür steht das Fragezeichen? Wofür steht PC-Kinase? Wie ist die PC-Kinase in CAM- und C4-Pflanzen reguliert? Warum? (10P)
? —> Malat
PC-Kinase —> Phosphoenolpyruvat-Carboxylase-Kinase
CAM-Pflanzen:
Regulation der PEP-Carboxylase über Phosphorylierung durch die PC-Kinase
Transkription des PC-Kinase-Gens in CAM-Pflanzen unterliegt einer ausgeprägten circadianen Rhythmik —> Expression der PC-Kinase nachts am stärksten (weil Endfixierung nachts stattfindet)
PEP-Carboxylase also in schwach aktiven “Tag-Form” & aktiven “Nacht-Form” vorliegend
C4-Pflanzen:
tagsüber, wenn Photosynthese aktiv, wird Aktivität der PC-Kinase erhöht, um Fixierung von CO2 zu fördern
Anstieg von PEP kann Aktivität der Kinase hemmen, während ein Mangel die Aktivität fördern kann
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