Pflanzenphysiologie 2

◦ Xantophylle

◦ Tocopherole

◦ Superoxid-Dismutase

◦ Glutathion-Reduktase

◦ Die maximale Photosyntheserate

◦ Die quantenausbeute der Photosynthese unter lichtlimitierten Bedingungen

◦ Die Rate der mitochondriellen Respiration im Dunkel

◦ Der Lichtkompensationspunkt

◦ Sek. Pflanzenstoffe = chemische Verbindungen, die von Pflanzen weder im

Energiestoffwechsel noch im aufbauenden (anabolen) oder im abbauenden (katabolen)

Stoffwechsel produziert werden. Sie werden nur in speziellen Zelltypen hergestellt und

grenzen sich von primären Pflanzenstoffen dadurch ab, dass sie für die Pflanze nicht

lebensnotwendig sind.

▪ Lignin

▪ Tannine

▪ Nikotin

▪ Anthocyane

▪ Kautschuk

▪ Menthol

◦ Carotinoide dienen der Deaktivierung von Hydroxylradikalen (OH-) und

Superoxidradikalen(O2-)

◦ Überschüssige Anregungsenergie kann zur Bildung von reaktiven Sauerstoffspezies

führen

◦ Ascorbat spielt eine wichtige Rolle bei der Beseitigung von reaktiven Sauerstoffspezies

◦ Zeaxanthin ist an der Deaktivierung von angeregtem Singulett-Chlorophyll beteiligt

◦ Tocopherol und Carotinoide sind in der Thylakoidmembran lokalisiert, Ascorbat und

Glutathion im Chloroplastenstroma

◦ Starklicht kann zur chronischen Schädigung der Pflanze (Photoinhibition) führen

◦ Tocopherol, Ascorbat, Glutathion und Carotinoide dienen dem Schutz vor

photooxidativer Schädigung

◦ Glutathion ist an der Regeneration von Ascorbat beteiligt

◦ Jasmonsäure (Phytohormon) reguliert Wachstum und Alterung (Seneszenz) von Blättern

und Wurzeln

◦ Bei Wassermangel wird zunächst das Blattwachstum und erst später die Photosynthese

vermindert

◦ Änderungen des Turgors spielen eine wichtige Rolle bei der Anpassung von Pflanzen an

Wasserstress

◦ Abscisinsäure spielt eine wichtige Rolle bei der Signaltransduktion unter Wassermangel

◦ Adenin-Nukleotid Transporter

◦ Tricarboxylat- Transporter

◦ Dicarboxylat-Transporter

◦ Vakuole

◦ Chloroplasten

◦ Plasmodesmata

◦ Zellwand

◦ Plastide

◦ Ist ein semiautonomes Organell

◦ Enthält organische Säuren, anorganische Ionen, Zucker, Pigmente, Enzyme

◦ Ist für das Expansionswachstum erforderlich

◦ der Wanddruck der Zellwand steigt, bis er genauso hoch ist wie der osmotische Druck,

nur mit umgekehrten Vorzeichen

◦ Die Oberflächenspannung von Wasser basiert auf der Kohäsion zwischen

Wassermolekülen

◦ Die Kohäsion von Wassermolekülen basiert auf Wasserstoffbrückenbindungen zwischen

den Wassermolekülen

◦ Das Wasserpotential verringert sich durch gelöste Stoffe oder durch Anhaftung an

Oberflächen (Adhäsion)

◦ Das Wasserpotential kann durch Erhitzen, unter Druck setzen oder durch Anheben

erhöht werden

◦ Das Wasserpotential misst die freie Energie von Wasser pro Volumeneinheit

◦ Das Wasserpotential für reines Wasser beträgt bei Standarddruck 0MPa

◦ Gelöste Stoffe erniedrigen das Wasserpotential

◦ Wasser fließt entlang eines Wasserpotential-Gradienten von hohen zu niedrigen Werten

◦ Das Wasserpotential beschreibt die Kapazität von Wasser Arbeit zu verrichten

◦ Das Wasserpotential kann durch Erhitzen, unter Druck setzen oder durch Anheben

erhöht werden

◦ Das Wasserpotential verringert sich durch Anhaftung an Oberflächen

◦ Die Druckkomponente des Wasserpotentials kann positive und negative Werte annehmen

◦ Das Wasserpotential ist eine Druckgröße

◦ Positiver Druck erhöht das Wasserpotential und negativer Druck (Sog) erniedrigt das

Wasserpotential

◦ Das osmotische Potential einer 1 M NaCl-Lösung kann mit Hilfe der allgemeinen

Gaskonstante R=8,31 J/mol*K berechnet werden und beträgt bei 20 °C

◦ -4,872 MPa

◦ -2,43 MPa

◦ Die Vakuole enthält organische Säuren, anorganische Ionen, Zucker, Pigmente, Enzyme

◦ Die Vakuole ist für das Expansionswachstum erforderlich

◦ Stomata sind hydraulische Ventile

◦ Die Blaulicht-induzierte Sekretion von Protonen säuern den Apoplasten der Schließzelle

an, es kommt zur Hyperpolarisierung der Schließzell-Plasmamembran

◦ Der Turgor-Anstieg wird primär durch Kaliumionen und dem darauffolgenden

Wassereinstrom bewirkt

◦ Kalium wird gemeinsam mit Malat und Chlorid in die Schließzell-Vakuole transportiert

◦ Blaulicht induziert die Öffnung von Stomata

◦ Während der Öffnung der Schließzellen wird Kalium aus den Nebenzellen

aufgenommen

◦ Die Öffnung von Schließzellen erfordert die Aufnahme von Wasser aus den Nebenzellen

◦ Die Öffnung des Schließzellen erfordert eine Abnahme des Wasserpotentials der

Schließzellen

◦ Der Wurzeldruck hilft, gebildete Gasblasen in Xylemgefäßen aufzulösen und verhindert

Kavitation

◦ Der Wurzeldruck ist verantwortlich für die Wasserausscheidung an Hydathoden

◦ Der Wurzeldruck entsteht durch aktives Laden von Substanzen in das Xylem, wodurch

ein negatives osmotisches Potential erzeugt wird.

◦ Der Wurzeldruck kann 0,1 - 0,5MPa betragen

◦ Lipide

◦ Amylose

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◦ DNA

◦ Proteine

◦ Nukleotidphosphate

◦ Fructose

◦ Auxine

◦ Phäophytin

◦ Aminosäuren

◦ organische Säuren

◦ Proteine

◦ Ascorbinsäure

◦ Neutralfette

◦ Fettsäuren

◦ RNA

◦ Saccharose

◦ Stachyose

◦ Ein Konzentrationsgradient

Beispiel für einen sekundär aktivierten Transporter

◦ Dieses Transportsystem kann Saccharose entgegen einem Konzentrationsgradienten

transportieren

◦ Auf diese Weise wird Saccharose in das Phloem geladen

◦ Es handelt sich um einen Saccharose- Protonen Symporter

◦ Photoperiodismus bezeichnet physiologische Reaktionen in Antwort auf die Tageslänge

◦ Der Photoperiodische Stimulus wird von den Blättern der Pflanzen wahrgenommen

◦ Photoperiodismus synchronisiert die Aktivitäten der Pflanze mit dem Wechsel der

Jahreszeiten

◦ Gewebe, die von externer Versorgung mit Kohlenhydraten abhängen, bezeichnet man als

Source

◦ Saccharose wird durch das Enzym Saccharose-synthase synthetisiert

◦ Photosynthetisch aktive Pflanzengewebe bezeichnet man als sink (senken)

◦ Sowohl Stärke als auch Saccharose bestehen ausschließlich aus Glukoseuntereinheien

◦ Stärke und Saccharose sind Polysaccharide

◦ Photosynthetisch nicht aktive Pflanzengewebe bezeichnet man als Source

◦ Stachyose ist ein aus den Monosacchariden Mannose, Glucose und Fruktose bestehendes

Polysaccharid (es ist aus Glucose, Fruktose, 2 Galaktose)

◦ Zucker werden im Xylem in nicht-reduzierter Form transportiert

◦ Raffinose ist ein aus Galaktose und Glucose bestehendes Polysaccharid

(Raffinose besteht aus Galaktose, Glucose und Fruktose)

◦ Gewebe, die von externer Versorgung mit kohlenhydraten abhängen (z.b. Wurzeln),

bezeichnet man als Sinks (senken)

◦ Raffinose enthält die Monosaccharide Galaktose und Glucose

◦ Zucker werden im Phloem in nicht-reduzierender Form transportiert

◦ Saccharose wird durch das Enzym Invertase synthetisiert

◦ Photosynthetisch aktive Pflanzengewebe bezeichnet man als Source (Quellen)

◦ Allokation ist die Regulation der Verteilung der fixierten Kohlenhydrate auf

verschiedene Stoffwechselwege

◦ Partitionierung ist die differentielle Verteilung der fixierten Kohlenhydrate innerhalb der

gesamten Pflanze

◦ Cytoplasma

◦ ER

◦ Plastiden

◦ Längenwachstum

◦ Auslösung der Blütenbildung

◦ Induktion von Fruchtreife und Fruchtwachstum

◦ Samenkeimung

◦ Blütenentwicklung

◦ Transfer Jugendstadium-Adultform

◦ Auslösung von Ruhezuständen

◦ Anlagen von Seiten- und Adventivwurzeln

◦ Samenkeimung

◦ Stomata-Öffnung

◦ Blattfall

◦ Förderung der Fruchtreife

◦ Seneszenz

◦ Stressantwort

◦ Verkürzung der Wurzel

◦ Verstärkte Krümmung des Apikalhakens

◦ Verkürzung des Hypokotyls

◦ Verminderung des Wurzelwachstums

◦ Apikaldominanz

◦ Blütenentwicklung

◦ Samenruhe und Samenkeimung

◦ Zellteilung und Zelldifferenzierung

◦ Seneszenz (Alterung; Einstellung des Wachstums nach einer gewissen Anzahl an

Teilungen)

◦ Mobilisierung von Nährstoffen

◦ Cytokinin-Oxidase

◦ Isopentenyltransferase

◦ Auslösen von Ruhezuständen

◦ Regulation des Wasserhaushaltes

◦ Förderung der Blattseneszenz

◦ Schließen der Stomata

◦ Anstieg der intrazellulären Kalzium-Konzentration

◦ Zunahme der intrazellulären Cadmium-Konzentration

◦ Hemmung der Samenkeimung

◦ Akkumulation von Anthocyanen

◦ Phototropismus

◦ Hemmung der Hypokotylverlängerung

◦ Stomata-Öffnung

◦ Chloroplastenbewegung

◦ Blühinduktion

◦ Samenkeimung

◦ Regulation der Blattstellung

◦ Chloroplasten-Orientierung