Pflanzenphysiologie 2
Fragenkatalog
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Flashcards
Welche Aussagen zur Nährstoffassimilation sind richtig?
◦ Stickstoff wird von Pflanzen aus dem Boden zumeist in Form von Ammonium(NH4) und Nitrat (NO3-) aufgenommen
◦ Die Eisenaufnahme erfordert spezielle Aufnahmemechanismen
◦ Fixierter Stickstoff wird im Xylem von vielen Pflanzen in Form von Aminosäuren transportiert und gespeichert
◦ Schwefel wird in Form von Sulfat (SO4 2-) aufgenommen und überwiegend in Form von Cystein transportiert
◦ Stickstoff kann in Pflanzen in Form von Ammonium (NH4+) und Nitrat (NO3-) aufgenommen und verwertet werden
◦ Die Eisenaufnahme erfolgt über ATP getriebenen Mechanismus
◦ Protonenabgabe zur Ansäuerung, Fe3+ zu Fe2+ reduziert mit NADH als Elektronendonor und dann über Transporter aufgenommen
◦ Siderophore werden sekretiert und bilden Komplexe mit Fe3+, dann wieder aufgenommen indem Siderophore Eisen gegen andere Liganden austauschen
Welche Aussagen über Nährstoffe sind richtig?
◦ Ein Nährstoff wird immer dann als essentielles Element bezeichnet, wenn eine Pflanze in dessen Abwesenheit ihren Lebenszyklus nicht vollenden kann
◦ Als kritische Konzentration eines Nährstoffs wird die Konzentration bezeichnet, die exakt unterhalb der Menge liegt, die für optimales Wachstum benötigt wird.
◦ Kalzium und Schwefel zählen zu den immobilen Makronährstoffen und können daher nur schlecht mobilisiert werden
◦ Phosphat ist in natürlichen Ökosystemen häufig der am stärksten limitierende Faktor für das Pflanzenwachstum
Welche Aussagen zur Stickstoffassimilation sind richtig?
◦ Stickstoff wird von Pflanzen aus dem Boden zumeist in Form von Nitrat (NO3-) aufgenommen
◦ Fixierter Stickstoff wird im Xylem von vielen Pflanzen in Form von Asparagin und Glutamin transportiert
◦ Leguminosen exportieren den fixierten Stickstoff in Form von Amiden und Ureiden
◦ Leguminosen können mit Hilfe von symbiotischen Bakterien (Rhizobien) molekularen Stickstoff fixieren
◦ Die Nitrogenasen sind Sauerstoffempfindlich
◦ Bei der Reduktion von N2 zu NH3 durch die Nitrogenase wird molekularer Wasserstoff gebildet
◦ Die Reduktion von Nitrat (NO3-) zu Nitrit (NO2-) findet im Zytoplasma statt
◦ Nitrogenasen nur bei Bakterien und einigen Archeen (nicht bei Pflanzen!)
◦ Die Nitrogenase katalysiert die Umwandlung von molekularem Stickstoff zu Ammoniak(NH3)
◦ Die zur Nitritreduktion benötigten Reduktionsäquivalente werden in Form von Ferredoxin oder NADPH bereit gestellt werden
◦ Die Reduktion von N2 zu NH3 erfordert große Mengen an ATP
◦ Die Nitrat-Reduktase benötigt Molybdän als Cofaktor
Welche der folgenden Aussagen über den Nährstoff Phosphat sind richtig?
◦ Die Verfügbarkeit von Phosphat ist stark vom pH abhängig
◦ Phosphat ist ein mobiler Nährstoff, deshalb sterben ältere Blätter bei Phosphatmangel zuerst ab
Welche der folgenden Aussagen über den Nährstoff Phosphat/Phosphor sind richtig?
◦ Phosphor zählt zu den Makronährstoffen
◦ Phosphat ist in Natürlichen Ökosystemen oft limitierend für das Pflanzenwachstum
Welche Aussagen über den pflanzlichen Nährstoff Schwefel sind richtig?
◦ Schwefel zählt zu den Makronährstoffen
◦ Schwefel wird in Form von Sulfat (SO4 2-) aufgenommen und überwiegend in Form von Cystein transportiert
◦ Schwefel wird in Form von Sulfat (SO4 2-) aufgenommen und im Cytosol zu Sulfit (SO3 2-) reduziert
◦ Schwefel ist ein Bestandteil von Redoxfaktoren (Fe-S-Zentren) in Photosystem I
Welche Aussagen über den pflanzlichen Nährstoff Kalium sind richtig?
◦ Kalium ist eines der häufigsten Kationen in Pflanzen
◦ Kalium ist ein mobiler Nährstoff
◦ Kalium spielt eine wichtige Rolle bei der Regulation des osmotischen Potentials (Stomata)
◦ Kalium zählt zu den Makronährstoffen
◦ Kalium wird an der Oberfläche der Bodenkolloide gebunden
Welche Aussagen über Boden sind richtig?
◦ Bodenpartikel haben eine negativ geladene Oberfläche
◦ Bodenpartikel wirken als Kationenaustauscher
◦ Kolloide = fein verteilte Partikel (Humus oder Ton), anorganisch und organisch
◦ Die Größe der Bodenpartikel beeinflusst die Wasserbindekapazität des Bodens
◦ je kleiner die Bodenpartikel, umso größer ist deren Gesamtoberfläche und die Menge an gebundenem Wasser
◦ Boden besteht aus festen, flüssigen und gasförmigen Phasen
Welche der folgenden Elemente werden zu den pflanzlichen Nährstoffen gezählt und sind
schlecht mobilisierbar?
◦ Eisen
◦ Bor
◦ Kupfer
◦ Calcium
◦ Schwefel
Welche Stoffe sind an der spezifischen Interaktion von Pflanzen und Bakterien bei der
Knöllchenbildung beteiligt?
◦ Noduline
◦ Lipooligosaccharide / nod-Faktoren
◦ Flavonoide
Welche Aussagen zum photosynthetischen Elektronentransport ist/sind richtig?
◦ Plastocyanin ist ein Kupfer-bindendes Protein, das im Thylakoidlumen lokalisiert ist
◦ Am Cytochrom b6f-Komplex werden Elektronen vom Plastohydrochinon über Cytochrom f auf Plastocyanin übertragen
◦ Photosystem I und Photosystem II sind ungleichmäßig zwischen den gestapelten und ungestapelten Bereichen der Thylakoidmembran verteilt
◦ Am Elektronentransfer von Wasser (an PS II) zu Ferredoxin ( an PS I) sind Cytochrome und Eisen-Schwefel-Cluster beteiligt
◦ Der Cytochrom b6f-Komplex ist als Dimer organisiert und überträgt Elektronen von Plastohydrochinon über Cytochrom f auf Plastocyanin
◦ Ferredoxin ist ein 2Fe-2S-Protein und im Chloroplastenstroma lokalisiert.
◦ Der photosynthetische Elektronentransport dient der Bereitstellung von ATP und NADPH für den Calvin-Zyklus
◦ Bei der Photosynthese wird Lichtenergie in Redoxenergie umgewandelt
◦ Chlorophylle absorbieren blaues (420-450 nm) und rotes (640-680 nm) Licht
◦ Die Photosynthesepigmente (Chlorophylle und Carotinoide) sind überwiegend mit Proteinen assoziiert und liegen nicht frei in der Membran vor
Welche Reaktionen tragen zum Aufbau des Protonengradienten über der Thylakoidmembran bei ?
◦ Die Oxidation von Wasser an Photosystem II
◦ Die Reduktion von Plastochinon an Photosystem II
Folgende Komponenten sind am Elektronentransfer von Photosystem II zu Photosystem I
beteiligt:
° Cyt f
◦ Cyt b
◦ Plastochinon
◦ Plastocyanin
◦ Fe-S-Zentren
◦ Häme
◦ Ferredoxin
Die Elektronentransportkette in Pflanzlichen Mitochondrien zeichnet sich im Vergleich mit
tierischen Mitochondrien durch die Existenz zusätzlicher , sog. Alternativer
Elektronentransportwege aus. Welche der folgenden Aussagen zum alternativen
Elektronentransport sind richtig?
◦ Der ET kann zur Wärmeerzeugung genutzt werden
◦ Der ET besitzt eine generelle Funktion in Stresssituationen
◦ Der ET dient der Aufrechterhaltung des Kohlenstoffflusses durch Citratzyklus und Glycolyse
◦ Der ET dient der Reoxidation überschüssiger Reduktionsäquivalente
Welche der folgenden Pigmente sind an Reaktionszentren und/oder Antennenproteine
gebunden?
◦ Violaxanthin
◦ ß-Carotin
◦ Chlorophyll
◦ Phaeophytin
◦ Xanthophylle
Welche der folgenden Aussagen zur Rolle von Wasser in der Lichtreaktion der
Photosynthese sind richtig?
◦ Wasser wird im Lumen der Thylakoide an Photosystem II oxidiert
◦ Wasser dient als Elektronen-Donor für Photosystem II
◦ Im Wasser-Wasser-Zyklus werden Elektronen, die aus der Wasseroxidation stammen letztendlich wieder zur Bildung von Wasser genutzt
◦ Für die Photosynthese wird überwiegend blaues (420-450 nm) und rotes (640-680 nm) Licht benutzt
◦ Der Cytochrom b6f Komplex ist als Dimer organisiert
◦ Photosystem I und Photosystem II sind heterogen in der Thylakoidmembran verteilt (PS I überwiegend in den Stromalamellen, PS II in den Granastapeln)
Über welchen Mechanismus oder welche Moleküle erfolgt die Übertragung von
Anregungsenergie in den Antennen der beiden Photosysteme?
◦ Resonanztransfer
◦ Chlorophyll
Es sollen 100ml einer 10 mM NaCl-Lösung hergestellt werden. Die molare Masse von NaCl
beträgt 58,44 g/mol. Welche der folgenden Aussagen zur Herstellung einer solchen Lösung
A ist/sind richtig? (!! molar heißt mol/l)
◦ Zur abgewogenen Menge wird soviel Wasser hinzugegeben, dass sich ein
Gesamtvolumen von genau 100 ml ergibt
◦ Zur Herstellung der Lösung müssen 0,05844g NaCl verwendet werden
Sie mischen 500 ml einer 10% igen NaCl-Lösung mit 500 ml einer 10%igen MgSO4
Lösung, Die molare Masse von NaCl beträgt 58,44 g/mol, die von MgSO4 120,4 g/mol.
Welche der folgenden Aussage(n) über die daraus resultierende Lösung A ist/sind richtig?
◦ Lösung A enthält 5% NaCl-Lösung und 5% MgSO4
◦ Lösung A enthält 50g NaCl
◦ Die NaCl Konzentration von Lösung A beträgt etwa 0,85 mol/l
Sie mischen 100 ml einer 10% igen NaCl-Lösung mit 400 ml einer 10%igen MgSO4
Lösung, Die molare Masse von NaCl beträgt 58,44 g/mol, die von MgSO4 120,4 g/mol.
Welche der folgenden Aussage(n) über die daraus resultierende Lösung A ist/sind richtig?
◦ Lösung A enthält 2% NaCl und 8% MgSO4
◦ Lösung A enthält 10g NaCl
◦ Die NaCl Konzentration von Lösung A ist etwa 0,34mol/L
Wie kann man den osmotischen Druck einer Lösung mit Hilfe eines Osmometers
bestimmen?
◦ Der Osmotische Druck einer Lösung ergibt sich aus dem Wanddruck des Innenraums
◦ Den osmotischen Druck einer Lösung bestimmt man aus dem hydrostatischen
Gegendruck
◦ Der osmotische Druck einer Lösung lässt sich mit Hilfe des Osmometers grundsätzlich
bestimmen
die Michaelis-Menten-Konstante gibt an:
◦ die Substratkonzentration, bei der die Umsatzgeschwindigkeit die Hälfte ihres
maximalen Wertes erreicht (die M-M-Konst. Ist eine Substratkonzentration)
Welche Stoffwechselwege laufen wo ab?:
◦ Sulfatassimilation : Chloroplasten
◦ Glykolyse : Cytosol
◦ Glyoxylatzyklus : Glyoxysom (spezielles Peroxisom) und Cytosol
◦ Citratzyklus : Mitochondrienmatrix
◦ oxidat. Pentosephosphatweg : Cytosol, Chloroplasten
◦ Photorespiration : Chloroplast, Peroxisom, Mitochondrium
◦ ATP-Synthese : Mitochondrienmembran (Eukaryoten)+Thylakoide (Pflanzen)
◦ Calvinzyklus : Chloroplasten
◦ Nitratassimilation Cytosol, Chloroplasten
◦ ß-Oxidation der Fettsäuren Peroxisom
◦ Fettsäuresynthese Chloroplasten
Welche Funktionen erfüllt Kaliumhexacyanoferrat bei der Messung des photosynthetischen
Elektronentransportes an isolierten Thylakoidmembranen?
◦ Es dient als Elektronenakzeptor an Photosystem I
Welche der folgenden Aussagen zum Lipidmetabolismus sind richtig?
▪ Pflanzliche Membranen enthalten überwiegend Fettsäuren mit einer Kettenlänge von
16 und 18 C-Atomen
▪ Ausgangssubstrat der Fettsäuresynthese ist Acetyl-CoA
▪ Die Membranen der Chloroplasten sind überwiegend aus Glycolipiden aufgebaut
▪ Die Fettsäuresynthese benötigt ATP und NADPH
▪ gesättigte Fettsäuren haben einen höheren Schmelzpunkt als ungesättigte Fettsäuren
Welche Aussagen zur ATP-Synthese sind richtig?
◦ Die Triebkraft für die ATP-Synthese ist die sog. Protonenmotorische Kraft und setzt sich
zusammen aus dem transmembranen elektrischen Feld und dem pH-Gradienten
◦ ATP kann auch im Dunkeln von isolierten Thylakoidmembranen synthetisiert, wenn ein
künstlicher Protonengradient über der Membran erzeugt wird
◦ Eine hohe Rate der ATP-Synthese beschleunigt den photosynthetischen
Elektronentransport
◦ Die Triebkraft der ATP-Synthese setzt sich aus einem chemischen und einem
elektrischen Potential über der Thylakoidmembran zusammen.
Welche Aussage(n) über den Calvinzyklus sind richtig?
◦ Die Aktivierung von 3-Phospoglycerat erfolgt unter Verbrauch von ATP
◦ Die Reaktionen des CZ laufen im Chloroplastenstroma ab
◦ Fruktose-1,6-biphosphat ist ein Intermediat des Calvin-Zyklus
◦ Der Calvin-Zyklus wird durch das Thioredoxin-System reguliert
◦ Sedoheptulose- 1,7-biphosphat ist ein Intermediat des regenerativen Teils des Calvin-
Zyklus
◦ Einige der am Calvin-Zyklus beteiligten Enzyme werden durch das Thioredoxin-System
im Licht aktiviert
◦ Das fixierte und reduzierte CO2 wird in Form von Triosephosphat exportiert
Welche Aussage(n) über den Calvinzyklus und RubisCO ist/sind richtig?
◦ Die Reaktionen des Calvin-Zyklus laufen in Chloroplasten ab
◦ Die Reduktion von 1 Mol CO2 zu 1Mol Triosephosphat benötigt 3 Mol ATP und 2 Mol
NADPH
◦ Die Aktivierung von 3-Phospoglycerat erfolgt unter Verbrauch von ATP
◦ Die Reaktionen laufen im Chloroplasten ab
◦ Rubisco macht einen Großen Teil der Gesamten Blattproteine aus
◦ Rubisco ist im Chloroplasten lokalisiert
◦ Rubisco kann neben CO2 auch O2 als Substrat verwenden
◦ Rubisco kann neben CO2 auch O2 binden
◦ Rubisco wird durch CO2 und Mg2+ aktiviert
◦ Rubisco wird durch O2 inhibiert
◦ Rubisco benötigt kein ATP
Welche Aussagen zur C3 und C4 Photosynthese sind richtig?
◦ C4 Pflanzen sind gegenüber C3 Pflanzen an sonnigen, warmen Standorten im Vorteil
◦ C4 Pflanzen haben eine bessere Wasserbilanz (d.h. Weniger Wasserverlust pro fixiertem
CO2) als C3 Pflanzen
◦ Die Fixierung von 1 Mol CO2 durch C4 Pflanzen kostet 2 Mol ATP mehr als in C3
Pflanzen
◦ C4 Pflanzen haben einen niedrigeren CO2-Kompensationspunkt als C3 Pflanzen
◦ C4 Pflanzen zeigen eine deutlich geringere Temperatur-Abhängigkeit der Rate der CO2
Assimilation als C3 Pflanzen
Welche Aussagen zur C4 Photosynthese sind richtig?
◦ Die C4 Photosynthese stellt eine Anpassung der Pflanze an warme, trockene und sonnige
Standorte dar. C4-Pflanzen sind daher an solchen Standorten den C3 Pflanzen überlegen
◦ C4 Pflanzen haben einen Chloroplastendimorphismus
◦ In C4-Pflanzen ist Oxalacetat das erste CO2-Fixierungsprodukt
◦ Die Umwandlung von Phosphoenolpyruvat zu Oxalacetat findet bei allen C4 Pflanzen
im Cytosol statt
◦ Die Umwandlung von Oxalacetat zu Malat findet bei allen C4 Pflanzen im
Mitochondrium statt
◦ Die Fixierung von 1 Mol CO2 durch C4 Pflanzen kostet 5 Mol ATP (und 2 Mol
NADPH) Die Fixierung von 1 Mol CO2 durch C4 Pflanzen kostet 2Mol ATP mehr als in
C3-Pflanzen
◦ Im Vergleich mit der RubisCO besitzt die PEPCO einen niedrigeren Km Wert für CO2
und zeigt keine Nebenreaktion mit O2
◦ Der bei der C4 Photosynthese gebildete C4 Körper wird in die Bündelscheidenzellen
transportiert und kann dort je nach Pflanzentyp durch ein Malatenzym oder die PEP
Carboxykinase decarboxyliert werden
◦ Bei C4 Pflanzen findet die Vorfixierung des CO2 durch die
Phosphoenolpyruvatcarboxylase in den Mesophyllzellen und die endgültige Fixierung
im Calvin-Zyklus durch die RubisCO in den Bündelscheidenzellen statt
◦ Die Evolution der C4-Photosynthese erfolgte unter Bedingungen, unter denen keine
Photorespiration möglich war
Welche Aussagen zum Vergleich von Mesophyllzellen und Bündelscheidenzellen (BSZ) in
C4 Pflanzen sind richtig?
◦ In Chloroplasten der BSZ gibt es kein oder nur wenig Photosystem II
◦ Der Calvinzyklus läuft nur in BSZ statt
◦ Die CO2 Konzentration in BSZ ist höher als in MZ (Mesophyllzellen)
Welche Aussagen über den Glyoxylatzyklus sind richtig?
◦ Der Glyoxylatzyklus ermöglicht die Umwandlung von Lipiden in Kohlenhydrate
◦ Im Glyoxylatzyklus wird Isocitrat durch die Isocitrat-Lyase zu Succinat und Glyoxylat
gespalten
Welche Aussagen zur Saccharose-Synthese sind richtig?
◦ Die Saccharose Synthese findet im Cytoplasma statt
◦ Saccharose wird aus Saccharose-Phosphat gebildet
◦ UDP-Glucose und Glucose-1-phosphat sind Vorstufen von Saccharose
◦ Die Saccharose-Synthese ist über Triosephosphat mit der Stärkesynthese gekoppelt
Welche Aussagen zu pflanzlichen Mitochondrien sind richtig?
◦ In pflanzlichen Mitochondrien kann Malat durch das Malatenzym direkt zu Pyruvat
umgesetzt werden
◦ pflanzliche Mitochondrien besitzen eine alternative Elektronentransportkette, über die
Elektronen auf O2 übertragen werden können ohne dabei einen H+ Gradienten
aufzubauen, und die somit unabhängig von der ATP-Synthese arbeiten können
Welche Aussagen zur pflanzlichen Respiration sind richtig?
◦ Alle Schritte der Glycolyse finden im Cytosol statt
◦ unter anaeroben Bedingungen können Pflanzen auch alkoholische Gärung durchführen
Welche Aussagen zur Photorespiration sind richtig?
◦ die Photorespiration beruht auf der Oxygenase-Funktion der RubisCO
◦ In den Mitochondrien findet die Umwandlung von Glycin zu Serin statt
◦ Die Photorespiration wird durch Erhöhung der CO2 Konzentration vermindert
◦ In den Peroxysomen wird Serin zu Glycerat umgewandelt
◦ bei der Photorespiration wird CO2 produziert und O2 verbraucht
◦ In den Peroxysomen wird Glycolat zu Glyoxylat umgewandelt, wobei H2O2 entsteht
Sie wollen den Extinktionskoeffizienten einer Substanz A bei 530 nm und 610 nm
bestimmen. Dazu stellen sie eine Lösung der Substanz A mit einer Konzentration von 0,2
mmol/L her. Sie messen in einer Küvette mit 1 cm Schichtdicke eine Extinktion von 0,4 bei
530 nm und eine Extinktion von 0,1 bei 610 nm. Welche der folgenden Aussagen über die
Extinktionskoeffizienten der Substanz A sind richtig?
◦ Der Extinktionskoeffizient bei 530 nm beträgt 2 cm²/μmol
◦ Der Extinktionskoeffizient bei 530 nm ist größer als der bei 610 nm
Der millimolare Extinktionskoeffizient einer Substanz A bei 450 nm beträgt 0,8. Sie wollen
die Konzentration der Substanz A in einer unbekannten Lösung bestimmen. Dazu füllen sie
2 ml dieser Lösung in eine Küvette mit 1 cm Schichtdicke und messen eine Extinktion von
0,4. Welche der folgenden Aussagen sind richtig?
◦ Die Konzentration der Substanz A beträgt 0,5mM
◦ Bei Messung in einer Küvette mit 2 cm Schichtdicke wäre eine Extinktion von 0,8 zu
erwarten
Mit Hilfe desLamber-Beersches Gesetzes kann die Konzentration eines Stoffes unter
Kenntnis des Extinktionskoeffizienten durch photometrische Messung der Extinktion einer
Lösung bestimmt werden. Welche der folgenden Aussagen sind richtig?
E = epsilon * c * d
Sie haben das Xantophyll Neoxanthin isoliert und wollen photometrisch bei 439 nm die
Konzentration der erhaltenen Lösung bestimmen. Dazu geben sie 3 ml der Lösung in eine
Küvette mit 1 cm Weglänge und messen eine Extinktion von 0,35. Neoxanthin hat bei
439nm einen millimolaren Extinktionskoeffizienten von 140. Wie ist die Konzentration der
Neoxanthin-Lösung?
◦ 2,5μM
