Botanik (Subject) / Zusammenfassung (Lesson)

Grundlagen der Botanik

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• • Welche Makroelemente sind in Organismen vorhanden? o COHNS Magnus Kocht Prima CaFe (C,O,H,N,S,Mg,K,P,Ca,Fe)
• Welche wichtigen Gruppen von Biomolekülen gibt es? o   Aminosäuren, Lipide, Kohlenhydrate, Nucleinsäure/DNA o   Kohlenhydrate: Kohlenstoff- und Energiequelle, häufigste Verbindung auf der Erde, Gerüstsubstanz bei Pflanzen o   Aminosäuren -> Proteine: Enzyme (Katalysieren Stoffwechselreaktionen), Körperstrukturen bei Tieren, toxine o   Lipide: Reservestoff, Aufbau biologischer Membranen (Phospholipide) o   Nucleinsäure:  Ribose + Purin- oder Pyrimidinbasen + Phosphat, genetische Information, RNA mit enzymatischer Aktivität, Energiewährung (z.B. ATP) 
• • Welche Organellen finden sich ausschließlich bei Pflanzen? o   Zellwand, Chloroplasten, Vakuole
• • Was haben alle Zellen? o   Zellmembran & Ribosomen
• Welche Organellen haben nur die Eukaryoten (Pflanzen+Tiere)?   Kernmembran, Mitochondrien, Endoplasmatisches Retikulum, Golgi-Apparat, Peroxisomen, Microbodies, Cytoskelett 
• • Welche ist die größte Diskontinuität in der Biologie? o   Prokaryoten (Archae- und Eubakterien) – Bazillus o   Eukaryoten (Pilze, Pflanzen, Tiere, Protisten)
• ϖ Welche Organellen enthalten DNA? o   Mitochondrien, Nucleolus & Plastiden (Pflanzen)
• ϖ Welche Ribosomenformen kennen Sie? o   70S & 80S Ribosomen (S=Sweatberg à Größeneinheit)
• ϖ Was ist eine Vakuole? o   Der mit Zellsaft gefüllte und vom Cytoplasma umgebene Innenraum der Pflanzenzelle, welche u.A. für Zelldruck und die Stoffspeicherung zuständig ist.
• ϖ Was ist Osmose, was ist Diffusion? o   Diffusion ist der passive Transport von Molekülen entlang eines Konzentrationsgradienten, welcher einen Konzentrationsausgleich anstrebt o   Osmose ist die Diffusion durch eine semipermeablen bzw. selektiv permeablen Membran.
• ϖ Was versteht man unter der „Endosymbiontenthorie“ und welcher Argumente sprechen dafür? o   Entstehung der Eukaryotenzelle durch Endozytose von Cyanobakterien von räuberischen Prokaryoten. Hierbei kam es aber zur keiner Verdauung, sondern zu einer Umfunktionierung der Zellorganellen (Symbiose). Dadurch entsteht der Organismus mit spezialisierten Funktionen der Organellen (heterotrophe Mitochondrien & autotrophe Mitochondrien und Chloroplasten) o   Für diese „Theorie“ spricht, dass sowohl die Mitochondrien, als auch die Plastiden eine eigene DNA, Ribosomen und eine Hülle aus zwei Membranen besitzen.
• Beschreiben Sie den Aufbau eines typischen Chloroplasten! o   Chloroplasten sind von einer Doppelmembran (Plastidenhülle) umgeben. Die Plastidenhülle umgibt das Stroma, in dem sich die Thylakoide befinden.  
• Definieren Sie Gewebe Verband gleichartiger Zellen
• Definieren Sie Organe Teil eines Lebewesens, das sich aus verschiedenen Geweben zusammensetzt und eine bestimmte Aufgabe übernimmt.
• Definieren Sie Morphologie Gestalltlehre
• Was ist Anatomie? o   Anatomie: Aufschnitt --> Morphologie & Anatomie in der Botanik häufig Synonyme
• Nennen Sie 5 Aussagen zu dem Vegetationskörper der Pflanzen! o   Pflanzen sind autotrophe Organismen, die ihre Biomasse aus anorganischen Substanzen aufbauen (H2O, CO2, N, PO4) o   Körperfläche maximiert --> größtmöglicher Stoffaustausch zwischen Organismus & Umwelt o   Pflanzen sind „offene“ Organismen, Organe sind in Vielzahl vorhanden, keine zentralen Organe o   Alle höheren Landpflanzen durch gemeinsamen Vegetationskörper charakterisiert:      --> Kormus: Blatt, Sprossachse, Wurzel o   Vegetationskörper der niedrigeren Pflanzen (Algen, Pilze, Mose) à Thallus
• ϖ Wie ist die Grundorganisation des Kormus. Welche Hauptfunktionen haben die Organe: o   Blattorgane:    --> Stets an der Sprossachse, nie an Wurzel à Photosynthese, Transpiration o   Sprossachse:    -->  Bildet Seitensprosse zu der Achsel von Blattorganen, Festigkeit, Transport zwischen Blatt & Wurzel o   Wurzel:  --> Bildet „endogene“ Seitenwurzeln, entsteht an der Sprossachse (sprossbürtige Wurzel), Aufnahme von Wasser & Nährstoffen
• ϖ Nennen Sie die wichtigsten Zeitalter im Laufe der Evolution der Landpflanzen und die jeweils vorherrschenden Pflanzengruppen. ·      Paläophytikum (v. ca. 400-250 Mio. Jahren) à Farnzeitalter o   Evolution der Grundorgane des Kormus o   Entstehung der Steinkohlewälder o   Massensterben der Farne durch trockene Bedingungen im Pern o   Entstehung von Blatt & Wurzelorganen aus Telomen (einfache Gabelsprosse) ·      Mesophytikum (v. ca. 250-90 Mio. Jahren) à Zeitalter der Nacktsamer o   Evolution der Insektenbestäubung am Ende dieser Phase o   Befruchtung wasserunabhängig o   Gewebe im Sprossbereich wurde weiterentwickelt ·      Känophytikum (v. ca.       100 Mio. Jahren) à Zeitalter der Bedecktsamer o   Erwachen der Bedecktsamer o   Unter feuchttropischen Bedingungen im Tertiär §  Entstehung von Braunkohlewäldern o   Bildung von heutigen Hochgebieten o   Eiszeiten: Aussterben vieler Arten in Europa o   Großer Artenreichtum durch Koevolution von Insekten und Pflanzen o   Viele krautige Pflanzen o   Metamorphose von Pflanzenorganen o   Entwicklung im Bereich der Blüte    --> Grundorgane haben sich aus einfachen Gabelsprossen (Telomen) entwickelt    -->  Entwicklung höherer Pflanzen in 3 Phasen (Paläophytikum, Mesophytikum, Känophytikum)
• ϖ Nennen Sie die Herausforderungen an den Pflanzenkörper, welche die Besiedlung des Landes für Pflanzen mit sich brachte. ·      Wasserauftreibung und Verdunstungsschutz       o   Cuticula dicke Gewebeschicht (meist mit Wachs) umgibt die Epidermis ·      Stabilisierung (neue Einflüsse, wie Schwerkraft und Wind)       o   Sprossachse ·      Nährstoffe nicht mehr im Wasser gelöst       o   Ausbildung des Leitbündelsystems (Stele)
• ϖ Geben Sie einen Überblick über die wichtigsten Gewebetypen in Pflanzen und definieren Sie Gewebe ·      Gewebe: Verband relativer gleichartiger Zellen mit gleicher Funktion    1.     Bildungsgewebe (Meristeme):    2.     Dauergewebe       a.     Grundgewebe: Parenchym, Festigungsgewebe (Kollenchym: lebend, Sklerenchym: tot)       b.      Leitgewebe: Phloem/Xylem       c.     Abschlussgewebe: Epidermis (primäres), Endodermis, Kork (Periderm, sekundäres), Ausscheidungsgewebe
• Definiere Kormus Vegetationskörper, der in Sprossachse, Blatt und Wurzel gegliedert ist
• Definiere Telom ein einfacher Gabelspross
• Definiere Stele ·      Ein Leitbündelsystem (Gesamtheit der Leitbündel in einem Pflanzenkörper)
• Definiere Blüte ein Kurzspross, der mit Blättern besetzt ist, die der Fortpflanzung dienen
• Definiere Organ Funktionelle Einheit aus mehreren Gewebesystemen
• Welche Hauptfunktionen hat das Blatt Photosynthese und Transpiration
• Welche Aufgaben hat das Leitbündel und woraus besteht es? ·      Xylem (t. Z): Leitung von Wasser und anorganischen Nährionen ·      Phloem (lebende Zellen): Transport organischer Verbindungen
• ϖ Nennen Sie jeweils drei Beispiele für Metamorphosen im Bereich des Blattes der höheren Pflanzen! o   Umwelt: Schwimmblatt, Nadelblatt, Blattdornen o   Pflanze-Insekt-Interaktion: Eiattrappen, Gleitfallenblumen, Vortäuschung von Paarungspartnern der Bestäuber o   Carnivorie: Klapp-, Kleb- und Saugfallen
• • Schnitt des Blattes: 4 Schichten a.     Obere Epidermis (mit Wachsschicht -> Cuticula):     -->Wasserundurchlässige Abschlussschicht b.     Palisadengewebe:    -->  4/5 aller Chloroplasten -> Photosynthese Dazwischen Leitbündel in der Blattader c.     Schwammgewebe:    -->  Wenige Chloroplasten, große Oberfläche à Gasaustausch d.     Untere Epidermis (inkl. Cuticula) & mit Schließzellen (Spaltöffnungen)    -->  Wasserundurchlässige Abschlussschicht Ø  Gas- & Wasseraustausch mit der Umgebung
• Was passiert bei der Photosynthese? o   Chloroplasten führen die Photosynthese durch und haben eine eigene DNA o   Grundgleichung: CO2 + H2O --(Licht)--> (CH2O) +O2      -  Lässt sich aber in Licht- und Dunkelreaktion (Calvinzyklus) aufteilen o   Chlorophyll absorbiert blaues und rotes Licht, sodass grün abgestrahlt wird o   Lichtreaktion (im Granum):       -  Lichtenergie wird über eine Elektronentransportkette in chemische Energie (NADPH,             sog. Reduktionsäquivalente und ATP umgewandelt)       -  Dabei wird Wasser in elementaren Sauerstoff und H+-Ionen gespalten       -  Die Reduktionsäquivalente werden in der Dunkelreaktion zur Reduktion von CO2 zur Kohlenhydraten genutzt o   Temperaturabhängigkeit der Calvin-Reaktion: Statt CO2 wird auch Sauerstoff auf C5-Gerüst übertragen (Oxygenäsereaktion, Photorespiration) --> Energieverlust
• Was versteht man unter Photorespiration und welche Anpassungen gibt es bei Pflanzen um diese zu umgehen? o   Temperaturabhängigkeit der Calvin-Reaktion: Statt CO2 wird auch Sauerstoff auf C5-Gerüst übertragen (Oxygenäsereaktion, Photorespiration) à Energieverlust o   Je wärmer es ist, desto stärker ist die Photorespiration o   Zwei Auswege in warmen Klimata    -  C4-Stoffwechsel (räumliche Trennung von CO2-Übertragung und Calvon-Zyklus à in feucht-warmen Gebieten    -  CAM-Stoffwechsel (zeitlich Trennung von CO2-Übertragung & Calvinzyklus       -->      Trocken-warme Gebiete mit starken Temp.-schwankungen 
• Nennen Sie Besonderheiten von Nadelblättern gegenüber typischen Laubblätern und erklären sie ihre ökologische Bedeutung. ·      Nacktsamer; Bestäubung über Wind, niedriger Wasserverbrauch, können über das ganze Jahr Photosynthese betreiben, besseres Oberflächen- Volumenverhältnis--> mehr Oberfläche für Photosynthese
• ϖ Wodurch wird eine Vergrößerung der photosynthetisierenden Oberfläche im Nadelbaum erreicht? o   Die Armpalisaden sorgen für die runde Form des Blattes 
• ϖ In welchem Epidermiszellen gibt es Chloroplasten? o   In den Schließzellen
• ϖ Wodurch sind meristematische Zellen typischerweise gekennzeichnet? o   Kleine Zellen, kaum vakuolisiert, relativ großer Kern, dünnwändig, Wachstum durch Vermehrung der Trockensubstanz, pluripotent
• • Kohlestoffkreislauf: Wo ist der meiste Kohlenstoff gebunden? o   Der meiste Kohlenstoff ist in Karbonatgestein gebunden o   In der Tiefsee, in Form von Methanvorräten
• Wie ist die primäre Sprossachse im Querschnitt aufgebaut? o   Außen nach Innen: Epidermis, primäre Rinde, Leitbündel (Phloem, Xylem), Mark
• Was passiert am Kurztrieb und was passiert am Langtrieb? o   Am Kurztrieb --> Knospen zu Ästen o   Am Langtrieb --> Knospen zu Blättern
• Was sind Internodien? Teil der Sprossachse zwischen zwei Knoten
• Was sind Nodien? Knote: Knotig verdickte Ansatzstellen der Blätter an der Sprossachse
• Welche Blattstellungen gibt es? o   Wechselständig (1 Blatt pro Knoten) --> schraubig oder zweizeilig o   Gegenständig (2 Blätter pro Knoten) --> gegenständig o. kreuzgegenständig o   3 Blätter oder mehr pro Knoten  --> wirtelig, quirlig oder büschelig
• Woran erkennt man parenchymatische Gewebe & was sind die Funktionen? o   Große Vakuolen -> Speicherung o   Dünne Wände: Primärwand + Mittellamelle o   Zellverband, sechseckigm auch viel interzelluläre Räume o   Sklerenchym --> mechanische Festigkeit o   Vermehrung --> Nachbildung bei Verletzung o   Kollenchym--> Flexibilität
• Nennen Sie Unterschiede zwischen Sklerenchym- und Kollenchymzellen  Sklerenchymzellen:Spezialisierte Tracheiden mit stark verdickten, verholzten Zellwänden. Mechanische Festigung des Xylems. Art: Primär, meist sekundärZellwandverdickung: Sekundärwand/gleichmäßigLignifizierung: VerholztZellen: Abgestorben, bis ganz lang KollenchymzellenArt: PrimärZellwandverdickung: Primärwand/ungleichmäßigLignifizierung: Nicht verholztZellen: Lebend, kurze Zellen
• ϖ Was schützt das empfindliche Apikalmeristem der Sprossspitze vor mechanischer Beschädigung? o   Die Apikalmeristeme sind in die Blattprimodien eingeschlossen
• ϖ Aus welchen Gewebetypen bestehen Leitbündel und welche Funktion haben sie? o   Phloem (lebende Zelle): Assimilatleitung o   Xylem (tote Zellen): Wasserleitung o   Bei zweikeimblättrigen Pflanzen: Kambium --> ein Meristem (Bildungsgewebe): gibt nach Innen Xylem (Holz) ab und nach Außen Phloem
• Bei welchen Pflanzengruppen findet man sekundäres Dickenwachstum und bei welchen das primäre Dickenwachstum? Bennen Sie die sekundären Gewebe o   Primäres Dickenwachstum: bei allen einjährigen & zweijährigen Arten, sowie bei den meisten einkeimblättrigen Pflanzen   -->  Nach Ausdifferenzierung der primären Sprossachse keine weitere Dickenzunahme     --> apikales Meristem bewirkt Dickenwachstum o   Sekundäres Dickenwachstum: Samenpflanzen (Bäume?)   --> Borke(Gesamtheit der Peridermen inkl. der dazwischen liegenden alten Phloemschichten) – Bast – Kambium – Holz 
• Aus welchen Schichten besteht das Periderm von außen nach innen (sek. Abschlussgewebe)? o   Phellem(Kork) <-- bildet Phellogen bildet --> Phelloderm 
• Was bezeichnet man als Holz/ Bast/ Borke? o   Borke: Gesamtheit der Peridermen incl. der dazwischen liegenden alten Phloemschichten  o   Holz: sek. Xylem o   Bast: sek. Phloem
• ϖ Was sind Lentizellen? Wo finden sie sich und welche Funktion haben sie? o   linsenförmige Poren im Korkmantel, die den Gasaustausch ermöglichen und zur Belüftung des Gewebes dienen

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