Pflanzenphysiologie (Fach) / Aufgaben mit Lösungen (Lektion)

Vorderseite Welche Beobachtungen machte Darwin zum Phototropismus und welche Folgerungen leitete er aus diesen ab? Beschreiben Sie in groben Zügen unser heutiges mechanistisches Wissen über den Phototropismus!
Rückseite

Charles Darwin untersuchte die Keimlinge einer Pflanze und prüfte, ob sie sich zum Licht hinbiegen. Darwins Beobachtungen: Perzeption erfolgt an einer anderen Stelle als die Antwort. Für diese Tatsache ist das Blaulicht verantwortlich. Wenn der Keimling eine lichtundurchläsige Kappe hat oder die Spitze des Keimlings abgeschnitten wird, dann erfolgt keine Biegung. Wenn jedoch eine lichtdurchlässige Kappe an der Spitze des Keimlings vorhanden ist, dann erfolgt sehr wohl eine Biegung. Daraus folgte für ihn die Tatsache, dass die Signalperzeption an der Spitze stattfindet und ein mobiles Signal die Weitergabe für die nicht zellautonome Koleoptilenkrümmung verantwortet. Heutiges mechanistisches Wissen: Das Auxin wird im Meristem gebildet und ein basipetaler polarer Transport erfolgt. Nach der Perzeption des Lichtssteigt die Konzentration des Auxins auf der lichtabgewandten Seite durch laterale Lokalisierung ovn PIN-Proteinen und eine Destabilisierung basal orientierter PIN-Proteinen geschieht. Auixn dominiert im Apoplasten in undissoziierter Form. Auxin führt zu einer Ansäuerung des Apoplasten. Die Ansäuerung führt zu einer Lösung von Wasserstoffbrücken über die Aktivierung von pH-Wert-abhängigen Enzymen wie Expansinen, wodurch die Zellwand aufgelockert wird. Beim Streckenwachstum werden zunähst dieBindungen zwischen Zellwand und Matrix gelockert, so dass sich die Fibrillen in der Matrix bewegen können. Die Ansäuerung des Apoplasten bewirkt auch die Hyperpolarisation der Membran, den Einstrom von Kaliumkationen und die Erhöhung des Turgors.

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