Biologie (Subject) / Klausurfragen Neubauer (Lesson)

Klausurfragen für 1. Semester Landwirtschaft in Osnabrück Einführung in die Biologie der Pflanzen

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• Durch welche Merkmale bzw. Unterschiede zeichnen sich prokaryotische und eukaryotische Zellen aus ? Prokaryotische Zelle: Keinen echten Zellkern, ringförmige DNA, Organellen fehlen größe: 1-10 Eukaryotische Zelle: Echten Zellkern, DNA ist von Kernhülle umgeben und in From von linearen Chromosomen, Komplex strukturiert Organellen vorhanden , Größe 5-300um
• Was unterscheidet eine Pflanzliche Zelle von einer tierischen? Pflanzliche Zelle: Zellwand, Chloroplasten mit Chlorophyll und Vakuole
• Aus welchen Strukturen besteht der Protoplast einer pflanzlichen Zelle? Protoplasten bestehen aus Zellkern und Cytoplasma Cytoplasma enthält: Plasmamembran, ER, Golgi Apparat, Plastiden, Mitochondrien, Peroxiosomen, Ribosomen Grundplasma, Vakuolen
• Was sind Chloroplasten? Aufbau und Funktion? Chloroplasten sind in Zellen grüner Pflanzen vorhanden. können kugelförmig oder langgestreckt sein, sind von zwei Membranen umgeben und im Inneren befindet sich ein Hohlraumsystem. Es besteht aus flachen, sackförmigen Membraneinstülpungen und sind stapelförmig angeordnet.  Das Chlorophyll befindet sich in den Membranen der Thylakoide. Die äußere Umgebung der Thylakoide ist das Stroma. Chloroplasten dienen der Produktion oder Speicherung von Nahrung und Pigmenten und sie gehören zu den Plastiden
• Was sind Mitochondrien? Aufbau und Funktion Mitochondrien sind die Kraftwerke der Zelle, sind ca 1-5 um lang und sind von zwei Membranen umgeben, innere Membran ist eingestülpt, eingestülpter Raum ist die Matrix, innere Membran und Matrix ist der Ort der Umwandlung, Glucose--> ATP--> Ennergielieferant
• Was sind Vakuolen? Welche Funktion Temporärer Speicher für Produkte des Stoffwechsels, Lagerungsstätte unerwünschter Moleküle, regulieren den Wasserhaushalt > Turgordruck--> halten die Gewebespannung aufrecht von einer einfachen Membran umgeben--> Tonoplasten,  Zentralvakuolen kann bis zu 90% des Zellvolumens einnehmen, gefüllt mit Wasser und gelösten Stoffen
• Beschreiben sie den Aufbau einer Membran. Welche Aufgabe? Selektiv permeable Barrieren. Das flüssig Mosaik Modell: Grundstruktur: Doppelschicht von Phospholipiden--> Hydrophiler Kopf hydrophober Schwanz und ist durchsetzt von Membranproteinen, Seitenketten mit Rezeptorfunktion kontrollieren den Durchfluss von Wasser und gelösten Stoffen, Identifikation von anderen Zellen und Pathogenen
• Erläutern sie die Struktur und Eigenschaften der primären und sekundären Zellwand Cellulosefibrillen locker gekreuzt und quer angeordnet --> Anteil 14% Eingebettet in eine Zellwandmatrix, besteht aus 2 Polysacchariden: 1. Hemicellulose: sind mit Cellulosefibrillen verbunden und vernetzen diese miteinander, 2. Pektine: sind stark hydrophil und verursachen Wasseraufnahme der Zellwand Die Primärwand ist fest aber auch dehnbar kann der Zell beim Größenwachstum folgen und bestimmen Größe und Form des Protoplasten Sekundäre Zellwannd--> mehrere Schichten von Cellulosefibrillen --> Fibrillen in jeder Schicht parallel angeordnet, Schicht überkreuz 50% Anteil Cellulose, Zellwandmatrix besteht aus Hemicellulosen, Pektine fehlen Sekundärwand ist starr und fest, kein Größenwachstum der Zelle, Zelle sterben oft ab, bei verholzten Zellen ist Lignin vorhanden 
• Was sind Tüpfel, wie sind sie aufgebaut? Poren für Wassertransfer, charakteristische Unterbrechungen der sekundär Wände, Tüpfel von zwei Zellen liegen sich gegenüber, Schließhaut--> Mittellamelle und beide Primärwände zwischen den Tüpfeln, beide Tüpfel bilden Tüpfelpaar, einfache Tüpfel und Hoftüpfel(--> Tüpfelkanal erweitert sich an der Schließhaut zu einem Hof 
• Man unterscheidet grundsätzlich zwischen Bildungsgewebe und Dauergeweben. Erläutern sie, wie sich die beiden Gewebe unterscheiden und wie sie in Beziehung stehen Bildungsgewebe enthalten meristematische Zellen die teilungsfähig aber nicht differenziert sind Dauergewebe enthalten differenzierte Zellen, sind teilungsinaktiv, spezialisiert und üben eine bestimmte Funktion aus, Aus dem Bildungsgewebe entsteht irgendwann Dauergewebe Auch Dauergewebe kann Meristematische Zellen entwickeln wie zum Beispiel das Kambium beim sekundären Dickenwachstum
• Parenchym Kollenchym und Sklerenchym sind drei wichtige Haupttypen von Zellen, die Bestandteile verschiedener Gewebe sind. Welche Merkmale weisen sie jeweils auf und welche Funktion üben sie aus? Parenchym: am häufigsten vorkommende Zelltyp, lebend, haben dünne Zellwände, keine sekundäre Zellwände, dienen als Füllsubstanz/ liefern Struktur für Pflanzenteilem nehmen auch Funktionen war: Speichern Assimilate und Wasser betreiben Photosynthese, einfach zu bilden Kollenchym: lebend, keine sekundären Zellwände, primäre Zellwand ist an einigen Stellen durch zusätzliche Cellulose verstärkt, geben Pflanzen stärkeren Halt, Sprossen bleiben aber sensibel Sklerenchym: besitzen sekundäre Zellwände, die häufig mit Lignin verstärkt sind, sind wichtige Stütz und Festigungselemente von Pflanzenteilen, im ausdifferenzierten Zustand abgestorben, isodiametrische Zellen--> Kugelförmig, bilden harte Nussschalen oder Fruchtkerne, Sklerenchymfasern--> verleihen Sprossachsen einen festen Halt 
• Aus welchen drei Gewebesystemen bestehen Pflanzen und welche Aufgabe erfüllen sie Ziehen sich durch die ganze Pflanze Abschlussgewebe: äußeres Gewebe hat Schutzfunktion Leitgewebe: Transport von Wasser, Mineralien und Assimilaten Grundgewebe: füllt den Raum zwischen Abschlussgewebe und Leitgewebe
• Erläutern sie den Aufbau und die Funktion eines primären Abschlussgewebes Epidermis ist äußerste Schicht des primären Pflanzenkörpers (mechanischer Schutz), Epidermis ist von Cutucula bedeckt (besteht aus Wachsen und Cutin--> Verdunstungsschutz), sie enthält Stomata (Spaltöffnung) und Trichomen, bei älteren Pflanzen wird Epidermis durch sekundäres Abschlussgewebe ersetzt
• Aus welche beiden Geweben besteht das Leitgewebe einer Pflanze? Welche Aufgaben übernehmen sie? Xylem: transportiert Wasser und Mineralien von der Wurzel über Sprosse ind die Blätter Phloem: transportiert Assimilate (Kohlenhydrate, Proteine, Lipide) von den Blättern in andere Pflanzenteile
• Welche Aufgaben nimmt das Xylem wahr? Benennen sie die wichtigsten Zelltypen des Gewebes sowie ihre Struktur und Funktionsweise Xylem ist wasserleitendes Gewebe, wasserleitende Zellen sind Tracheiden und Tracheen Tracheiden: langgestreckte, spindelförmige Zellen, dicke lignifizierte Sekundärwände, sind abgestorben und weisne zahlreiche Tüpfel auf Tracheen: dicke lignifizierte Sekundärwände, abgestorben, kürzer und weniger zugespitzt, weitlumiger als Tracheiden, seitliche Wände mit Tüpfel, endständige Wände mit Löchern, bilden lange durchgängige Röhre
• Welche Aufgaben nimmt das Phloem wahr? Benennen sie die wichtigsten Zelltypen des Gewebes bei Bedecktsamern sowie Struktur und Funktionsweisen Phloem leitet Assimilate, besteht aus versch. hochspezialisierten Transportzellen Bedecktsamer: Siebröhrenglieder: lebende Zellen, bilden Siebröhren, keinen Zellkern, Leitung von Assimilaten Siebplatten: über membranüberzogene Poren werden Protoplaste3n durch Plasmafäden verbunden Geleitzellen: mit Kern, versorgt Siebröhrenglied mit Proteinen 
• Aus welchen Zellen bestehen Apikalmeristeme? Wo sind sie lokalisiert und welches Wachstum bewirken sie Benennen sie die primären Meristeme und Gewebe, die sie hervorbringen Apikalmeristem besteht aus Initialen(embryonale Stammzellen): undifferenzierte, teilungsfähig Nach der Teilung verbleibt eine Zelle im Meristem andere wird an Pflanzenkörper abgegeben Befinden sich in Wurzel und Sprossspitzen, bewirken Längenwachstum von Wurzel und Spross: primäres Wachstum--> primäres Gewebe --> primärer Pflanzenkörper                                             Primäres Meristem                    primäres Gewebe                                             Protoderm                                 Epidermis Apikalmeristem                      Grundmeristem                         Grundgewebesystem                                             Prokambium                              primäres Xylem und Phloem
• Welche Aufgabe erfüllen Wurzeln einer Pflanze Verankerung im Boden Absorption von Wasser und Mineralien Speicherung von Substanzen Produktion von Phytohormonen
• Worin unterscheiden sich Pfahlwurzelsystem vom Faserwurzelsystem? Pfahlwurzelsystem                                            Faserwurzelsystem -Zweikeimblättrige, Nacktsamer                          -Einkeimblättrige, Farne -Hauptwurzel                                                     -Hauptwurzel fehlt -Entsteht aus Keimwurzel und dringt vertikal        -viele gleichrangige Wurzel entstehen direkt  in den Boden                                                        an Sprossachse(Adventivwurzel bilden  -an Hauptwurzel bilden sich Seitenwurzeln,            Seitenwurzel) die sich weiter verzweigen                                 -Wurzelsystem flacher mehr horizontal
• Erläutern sie das primäre Wachstum einer Wurzel Wurzelspitze ist von einer Wurzelhaube bedeckt (Schutz vor Verletzung), Wachstum erfolgt hinter der Spitze in drei ineinander übergehenden Zonen: Zellteilungszone: Apikalmeristem und seine Derivate, neue Wurzelzellen entstehen Streckungszone: Zellen erreichen zehnfache der Ausgangsgröße--> WUrzel wird tiefer in das Erdreich gedrückt Differenzierungszone: Zellen entwickeln sich zu spezifischen Zelltypen -> primäres Wachstum produziert Rhizodermis, Parenchym und Leitgewebe
• Wo und wie werden Wurzelhaare gebildet? Welche Funktion üben sie aus? In Differenzierungszone gebildet durch röhrenförmige Ausstülpungen der Epidermiszellen, kommen nur an den letzten 1-2 cm vor, sind kurzlebig  dienen der Wasser und Nährstoffaufnahme, bewirken Vergrößerung der Wurzeloberfläche
• Das zentrale Leitbündel einer Wurzel wird vom Perizykel und Endodermis umgeben. Um was für Gewebe handelt es sich und welche Funktion weisen sie auf? Perizykel: meristematische Zellschicht, Ausgangsort für Seitenwurzel Endodermis: inneres Abschlussgewebe, reguliert Stoffaustausch zwischen primärer Rinde und Leitgewebe
• Wie entstehen Rüben und Wurzelknollen und welche Aufgabe erfüllen sie? Rüben entstehen aus modifizierten Wurzeln--> verdickte, fleischige Hauptwurzel Wurzelknollen--> Verdickung der Seitenwurzel Beides sind Speicherwurzeln 
• Benennen sie die Funktion einer Sprossachse Stützfunktion: tragen und ausrichten der Blätter, benötigen gewisse Festigkeit Transportfunktion: Wasser/Mineralstoffe werden von den Wurzeln in die Blätter transportiert (Xylem), organische Moleküle werden von den Blättern in die Wurzel transportiert (Phloem) 
• Erläutern sie die Begriffe: Nodien, Internodien, Achselknospen, Phytomer Nodien: Knoten an denen die Blätter und Seitensprosse ansetzen Internodien: Sprossabschnitte zwischen den Nodien Achselknospe: entsteht zwischen Sprossachse und Blattstiel, aus denen sich ein Seitenzweig, ein Dorn oder eine Blüte entstehen kann Phytomer: bei Zweikeimblättrigen, Nodien+Internodie+Seitenknospe
• Erläutern sie das primäre Wachstum einer Sprossachse Sprossapikalmeristem bildet Zellen für primäre Sprossachse und duch Interkalarmeristeme auch zwischen den Internodien 
• Worin unterscheidet sich der Bau einer primären Sprossachse bei einkeimblättrigen vom Bau einer zweikeimblättrigen Pflanze  Einkeimblättrige Leitbündel über gesamtes Grundgewebe verteilt, besitzen geschlossen kolaterale Leitbündel, Phloem und Xylem liegen unmittelbar aneinander Zweikeimblättrige Leitbündel sind ringförmig angeordnet, besitzen offen kollaterale Leitbündel, Phloem und Xylem sind durch faszikuläres Kambium getrennt
• Welche drei Grundmuster von Blattstellungen werden unterschieden und was zeichnet sie aus? Die Anzahl der Blätter pro Knoten ist das Unterscheidungsmerkmal Wechselständig: 1 Blatt pro Knoten Gegenständig: 2 Blätter pro Knoten Quirlständig: mehrere Blätter pro Knoten
• Sprossachsen können versch. Formen von Modifikation aufweisen. Nennen und beschreiben sie drei Formen sowie je eine Pflanze, die sie ausbilde Rhizome: Horizontal verlaufenden unterirdische Sprossachsen, Bildet kurze verdickte Internodien aus, weist zahlreiche sprossbürtige Wurzeln auf --> Spargel und Ingwer Sprossknollen: Fleischig verdickte Sprossachsen, Speichern Assimilate und Wasser--> Kartoffel, Kohlrabi Zwiebel:  Modifikation der Sprossachse und Blätter, kurze Sprossachse mit fleischig verdickten Blättern, Blätter übernehmen Speicherfunktion--> Zwiebelpflanze
• Erläutern sie die Entwicklung eines Blattes Bildung von Blatthöckern an Sprossapikalmeristem, Entstehung zapfenförmigen Blattprimordien, Primordium wächst zu Blattstiel und Blattspreite heran 
• Es werden einfache und zusammengesetzte Blätter unterscheiden. Erläutern sie den Unterschied Einfache Blätter: nur eine ungeteilte Spreite Zusammengesetztes Blatt: besitzen mehrere Spreiten/Blättchen --> gefingertes Blatt: alle Blättchen am Ende des Blattstiels --> gefiedertes Blatt: Hauptachse (Blattspindel) mit Fiederblättchen
• Die Blattepidermis weist sog. Stomata auf. Was ist ihre Aufgabe und wie funktionieren sie? Spaltöffnung regulieren Austausch von CO2, O2 und Wasserdampf Spaltöffnung ist von 2 Schließzellen umgeben --> kontrollieren die Öffnungsweite des dazwischenliegenden Spalts Schließzellen nehmen Wasser auf--> Turgeszenz nimmt zu--> Schließzellen wölben sich nach außen--> durch Krümmung vergrößert sich der Spalt--> Stomata auf--> Schließzellen verlieren Wasser--> erschlaffen und die Krümmung nimmt ab--> Stomata zu 90% der Gesamttranspiration
• Beschreiben sie den Aufbau eines bifazialen Laubblatt Bifazial: Ober und Unterseite sind unterschiedlich aufgebaut von Oberseite: Cuticula, obere Epidermis, Palisadenparenchym, Schwammparenchym (Blattleitbündel--> Blattadern, Xylem oben Phloem unten, sind meist von Bündelscheide umgeben) Schwammparenchm besitzt interzellularraum Untere Epidermis mit Stomata, Cuticula
• Was versteht man unter einer Blattnervatur? Welche Nervaturen werden unterschieden? Die Nervatur beschreibt den Verlauf der Leitbündel im Blatt Netznervatur: größere Blattadern verzweigen sich in immer kleiner werdende, enden schließlich blind, meisten zweikeimblättrigen Parallelnervatur: Adern verlaufen parallel, Einkeimblättrigen und Nacktsamern
• Erläutern sie den Mechanismus des Blattfalls bei laubwerfenden Pflanzen Abscissionszonen: Bereiche, in denen sich Blätter von Pflanzen trennen bilden sich gewöhnlich in Nähe des Knotens aus, bestehen aus weichwandigen Zellen--> Enzyme bauen Zellwände und Mittellamelle in der trennschicht ab--> Bildung einer Schutzschicht verkorkter Zellen (Blattnarbe)
• Worin unterscheiden sich primäres und sekundäres Wachstum? Primäres Wachstum umfasst nur das Längenwachstum --> Einkeimblättrige Sekundäres Wachstum--> Dickenwachstum, dabei wird der Umfang vergrößert durch Lateralmeristeme--> Zweikeimblättrige ab dem 2. Jahr 
• Erläutern sie die Entstehung des Kambiums in einer Sprossachse bei einer zweikeimblättrigen Pflanze Parenchymzellen wandeln sich durch hormone in meristematische Zellen und dan in interfaszikuläres Kambium,  im Leitbündel entsteht faszikuläres Kambium aus Prokambium
• Welche Gewebe werden mit den Begriffen Holz und Bast bezeichnet und wie werden sie gebildet Holz= nach innen gebildetes sekundäres Xylem Bast= nach außen gebildetes sekundäres Phloem Beide werden durch Teilung der Kambiuminitialien gebildet Mehr Xylem als Phloem
• Was ist ein Periderm? Welche Funktion? Erläutern sie aus welchem Gewebe es besteht und wie es gebildet wird? Periderm ersetzt das primäre Abschlussgewebe (Epidermis) Epidermis ist nicht in der Lage den UMfang zu vergrößern Barriere zum Schutz vor Wasserverlust, physikalischer Beschädigung und Pathogen wird aus Korkkambium gebildet: Kork, Phelloderm und Korkkambium selbst Erstes Korkkambium entsteht in äußersten Schicht unterhalb der Epidermis--> Korkkambium wächst nicht im Durchmesser mit --> wird durch neues ersetzt--> neues Periderm wird unterhalb des alten Periderms gebildet--> folgende Perideme tiefer und tiefer in die rinde gelegt--> außerhalb des aktuellen Korkkambiums liegende Peridermschichten sind abgestoren und lösen sich ab 
• Was versteht man in der Botanik unter dem Begriff Rinde? Wie ist sie strukturiert und aus welchem Gewebe besteht sie? Rinde besteht aus allen Geweben, die sich außerhalb des Kambiums befinden innere Rinde: Gewebe zwischen Kambium und dem innersten aktiven Korkkambium äußere Rinde wird als Borke bezeichnet: totes Gewebe außerhalb des jüngsten Korkkambiums
• Warum ist die Rinde für einen Baum lebensnotwndig innere Rinde enthält sekundäres Phloem, welches den FLuss durch das Leitgewebe steigert. Wird die gesamte Rinde mit sekundärem Phloem entfernt sterben erst die Wurzeln ab und dann der gesamte Baum 
• Die Initialen des Kambiums teilen sich auf zwei Arten. Um welche Teilungen handelt es sich und welche Folgen haben sie? Perikline Teilung: verlaufen parallel zur Oberfläche--> führen dazu, dass Spross/Wurzel dicker werden, entsteht eine sekundäre Zelle (Xylem/Phloem) und eine Kambiumzelle Antikline Teilung: verläuft senkrecht zur Oberfläche--> erweitern den Durchmesser  des Kambiums--> zwei Kambiumzellen entstehen
• Erklären sie die Begriffe Frühholz, Spätholz, Kern und Splintholz Frühholz: Kambium bilet im Frühjahr, wenn die Tage länger werden weitlumigere Zellen aus Spätholz: Im Spätsommer, wenn die Tage kürzer werden, sind die Zellen englumiger--> Übergang durch feine Linie erkennbar--> Wachstumsring Kernholz: ältere innere nicht leitenden Xylemringe bilden Kernholz Splintholz: neuere äußere Xylemringe leiten Wasser
• Warum ist Photosynthese die Grundlage allen Lebens? Liefert die Energie, die Organsimen zum Leben benötigen und die Bausteine, aus denen sie sich zusammensetzt Außerdem wird durch sie Sauerstoff freigesetzt, welcher auch lebensnotwendig ist  Autotroßhe Organsimen betreiben Photosynthese, Heterotrophe Organsimen betreiben keine Photosynthese 
• Aus welchen zwei Reaktionsfolgen besteht die Photosynthese? Welchem Zweck dienen sie? Nennen sie Stoffe, die in die Reaktion eingehen sowie die Produkte die gebildet werden Lichtreaktionen: H2O aus dem Boden wird gespalten und O2 wird freigesetzt--> H+ reichert sich an der Innenseite der Membran an, Protonen fließen entlang des Gefälles durch ATP- Synthase--> Photophosphorylierung Dunkelreaktion: CO2 wird an Rubisco gebunden und zu zuvor gebildetes ATP und NADPH verbraucht(und gehen danach wieder in die Lichtreaktion ein) um ein Glucosemolekül zu produzieren. 
• Bei den Lichtreaktionen der Photosynthese spielen Photosysteme eine wichtige Rolle. Erläutern sie ihren Aufbau und die Funktionsweisen Photosystem= ein Pigmentcluster ist ein lichtsamer Komplex besteht aus Reaktionszentrum und Antennen Pigmentmolekülen--> sammeln Lichtenergie und leiten sie zum Reaktionszentrum) Es gibt Photosystem 1 und 2
• Was versteht man unter der Photorespiration? Unter welchen Bedingungen findet sie statt und welche Folgen hat sie? je nach vorhandensein vn CO2 laufen versch. Reaktionen ab.  Viel CO2/wenig O2 -> Rubisco addiert CO2 im Calvin Zyklus Wenig CO2/viel O2 -> rubisco addiert Sauerstoff bei der Photorespiration(Lichtatmung) wodurch CO2 frei gesetzt wird  -> Lichtatmung reduziert Wachstum vieler Pflanzen an heißen Tagen 
• Erläutern sie kurz warum C4 Pflanzen im Vergleich zu C3 Pflanzen CO2 bei der Photosynthese besser ausnutzen C4 Pflanze haben einen C4 Weg (vorgeschaltete, doppelte CO2 Fixierung) CO2 wird an C3 geknüpft, wodurch C4 Körper entsteht, CO2 wird in der Pflanze wieder freigesetzt, dadurch wird die CO2 Konzentration für den Calvin Zyklus erhöht --> Rubisco wird stetig mit CO2 versorgt --> mehr Photosynthese möglich C3 Pflanzenausschließlich der Calvin Zyklus,  binden nicht so viel CO2 und daher wird Rubisco nicht immer mit CO2 versorgt--> Weniger Photosynthese möglich
• Stellen sie die Abhängigkeit der Photosyntheseleistungen einer C3 Pflanze von der CO2 Konzentration dar. Welcher Praktische Nutzen wird daraus gezogen CO2-Düngung bis 0,1% bewirkt deutliche Ertragssteigerung bei C3 Pflanzen--> nutzt man im Gewächshaus CO2 Konzentration der Luft ist für die maximale Photosyntheseleistung suboptimal
• Erläutern sie warum Photosynthese und Zellatmung gegenläufige Prozesse sind? Produkte der Photosynthese (Zucker und O2) werden bei der Atmung zur Bildung von ATP genutzt Nebenprodukte der Atmung(CO2 und H2O) gehen wieder in die Photosynthese ein Photosynthese--> Aufbau Atmung --> Abbau

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