Biologie (Subject) / Bio 2 Stadler (Lesson)

Fragenkatalog 2017 für das zweite Semester

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• Versch. Ebenen der Biodiversitätskonvention. Was ist sie ? Welche Ziele ? Was: Übereinkommen über die biologische Vielfalt Wann: 1992 von 190 Vertragsparteien Ziele: Erhaltung biologischer Vielfalt, nachhaltige Nutzung, gerechte Aufteilung der Vorteile von biologischen resourcen Ebenen: 1. genetische Diversität 2. Artendiversität 3. Ökosystem-Diversität 4. Funktionale  Biodiversität
• Wann und von Wem wurde die Nomenklatur der Pflanzen eingeführt ? Was wurde zur Einordnung der pflanzen hauptsächlich betrachtet ? was haben die Botaniker vorher für die Bestimmung herangezogen ? 1753 Von Carl von Linne  Sortierung nach Geschlechtsverteilung der Blüten; Zahl, Verwachsung,Anordnung und rel. Länge der Staubblätter  Vorher Bestimmung nach vegetativen Merkmalen
• Was ist Apomorphie und was Plesiomorphie ? Warum sind die Begriffe relativ ? Apomorphie: Merkmale, die nur innerhalb der Untersuchungsgruppe und nicht in der nächsten Verwandschaftsgruppe (Schwestergruppe) vorkommen (relativ abgeleitetes Merkmal). Plesiomorphie: Merkmale, die auch in anderen Gruppen vorkommen (relativ ursprüngliches Merkmal). Begriffe sind Relativ da es Schwierig ist in "ursprüngliche" und "neue" Merkmale zu kategorisieren. Hängt stets von betrachteten Linien (Taxa) ab.
• Was ist der wesentliche Unterschied zwischen einem Kladogramm und einem Phylogramm? Kladogramm: Astlängen sind egal, Verzweigungen werden nicht gewichtet, keine Zeitachse Phylogramm: Astlängen unterschiedlich, Astlänge: Zahl der Sequenzunterschiede entlang einer Verzweigung oder  Zahl der Aminosäureaustausche oder Summe der Distanzeinheiten (distance measures)
• Was versteht man unter Distanzmessung, was unter Charakter-basierten Methoden in der Molekularen Phylogenie (mit je einem Beispiel). Gibt es Vor- und Nachteile ? Distanzmessung: Aufstellung aller Abstände Paarweise (Zahl der Unterschiede) zb neighbor joining Problem: Entfernte Arten können näher verwandt erscheinen als sie es wirklich sind Charakter-basiert: Nicht die Summe aller Abstände wird betrachtet, sondern jede einzelne Base innerhalb eines Gens wird zurückverfolgt. zb Maximum Parsimony, Maximum Likelihood  Vorteil: Durch Bootstrap Werte als Maß für die Verlässlichkeit
• Auf welchem Prinzip beruht die Maximum Likelihood Methode und welche Parameter werden zur Erstellung von Stammbäumen berücksichtigt? basiert auf statistischen Modellen: Die Wahrscheinlichkeit einer Basensubstitution ist je nach Position im Gen unterschiedlich. Diese „Erfahrungswerte“ werden mit einbezogen!  Liefert den stabilsten Rahmen zur Erstellung von Stammbäumen Berücksichtigt: Variabilität jeder Sequenzposition, Aus der Variation einer bestimmten Sequenz wird auf die relative Häufigkeit von Transitionen und Transversionen geschlossen, allgemeine annahmen zb unabhängigkeit der sequenzposition,
• Was sagen Bootstrap-Werte aus? Wie berechnet man sie? Erklären Sie kurz das zugrunde liegende Prinzip. Ist ein Maß für die Verlässlichkeit Es gibt m Sequenzen, jede mit n Nukleotiden (oder Codons oder Aminosäuren) Von jeder Sequenz werden n Nukleotide zufällig und „mit Zurücklegen“ gewählt, dann wird ein Baum erstellt. Das wird viele Male wiederholt. Zahl an der Abzweigung = Prozent der Fälle, in denen sich die Abzweigung bestätigt hat. > 95% = „sicher“, „richtig“
• In welche drei Großgruppen lassen sich die Angiospermen einteilen? Sind diese Gruppen mono- para- oder polyphyletisch? Wie sind mono- para- und polyphyletische Gruppen definiert? Nennen und beschreiben Sie ein Beispiel für Paraphylie! 1. Eudikotyledonen  2. Monokotyledonen  3. basale Ordnung (monophyletisch) Monophyletisch: 1 Taxon enthält alle Nachkommen eines Vorfahrens Paraphyletisch: Alle im Taxon eingeschlossenen gruppen gehen auf einen Vorfahren zurück, aber nicht alle Nachkommen im Taxon mit eingeschlossen Beispiel: Clarkia u. Heteroguara Polyphyletisch: Die Gruppen die nicht von gemeinsamen Vorfahren abstammen werden im Taxon mit eingeschlossen
• Angiospermen haben sich als artenreichste Gruppe durchgesetzt. Nennen Sie mögliche Gründe. • Tierbestäubung: Auffällige Blüten locken Tiere an, Spezifität der Bestäuber führt zu reproduktiver Isolation • Einschluss der Samenanlagen in Fruchtblätter (fremder Pollen wird eher erkannt; Schutz; Verbreitung) • Vielfalt sekundärer Metabolite (Abwehr) • Vorteil durch vielfältige Wuchsformen (z.B. krautiger Wuchs) • Vegetative Vermehrung weit verbreitet (Apomixis, Ausläufer, Bulbillen, Rhizom- und Sprossstücke)
• Nennen Sie zwei Arten (mit Familienzugehörigkeit) der Basalen Ordnungen, die wirt- schaftlich genutzt werden. Welche Pflanzenteile werden genutzt und warum? Basale Ordnung: Piperales Familie: Piperaceae Art: Piper nigrum (Pfeffer) Nutzung: Steinfrucht, Pfefferkörner als Gewürz Basale Ordnung: Laurales Familie: Lauraceae Art: Laurus nobilis (Lobeerbaum) Nutzung: Lobeerblätter als Gewürz
• Welche Art wird als die ursprünglichste Art der Angiospermae angesehen, in welche der drei Großgruppen der Angiospermae ist sie phylogenetisch anzusiedeln und welche Merkmale bezeugen ihre Ursprünglichkeit? Art: Amporella trichopoda Gruppe: Paraphyletische Gruppe Merkmale: Cupula schließen Samen ein, alle basalen Pflanzenteile wurden in 125 Mio. Jahre alten Sedimenten gefunden
• Welche Merkmale sind für Vertreter der Basalen Ordnungen charakteristisch? Im Phloem gehen Siebröhren und Geleitzellen aus einer gemeinsamen Mutterzelle hervor Staubblätter besitzen zwei seitlich sitzende Pollensack-paare der männliche Gametophyt besteht aus drei Zellen Die Samenanlagen sind in ein Fruchtblatt eingeschlossen (Bedecktsamer) die Wände der Bedecktsamer besitzen kein Sporopollenin doppelete Befruchtung → sekundäres Endosperm
• Welche Merkmale im Blütenaufbau zählen als primitiv? Nennen Sie ein Beispiel für eine Pflanze (wiss. Name), die mindestens drei primitive Merkmale aufweist • Spiralige Anordnung der Blütenorgane • Perigon, Zahl der Tepalen (= Perigonblätter) variabel • Viele Staubblätter • Fruchtblätter frei (apocarp), Zahl der Fruchtblätter variabel Beispiel: Amorella trichopoda
• Welche besonderen Merkmale kennzeichnet die Gruppe der Monokotyledonen? Worin unterschieden sich Mono- und Eudikotyledonen? Mono *P3+3 A3+3 G(3) Blüten pentazyklisch, 1 Keimblatt, Blätter parallelnervig & ganzrandig & nicht gestielt, wechselständig, keine Nebenblätter Alismatales ausnahme: P3+3 A∞-1G∞ -1 Di 2 Keimblätter, Meist Kelch und Krone, Blätter sind Netznervig
• Nennen und erklären Sie je zwei Varianten der Zoochorie (Verbreitung durch Tiere), der Anemochorie (durch Wind) und der Hydrochorie (Wasser) und geben Sie jeweils ein Pflanzenbeispiel an. Was sind Diasporen? Zoochorie: Epichorie→ ausbreitung durch anhaften (Geum), Endochorie→Verdauungausbreitung (Erdbeeren), Anemochorie: Meteorochorie→ Flugausbreitung (Löwenzahn), Chamaechorie→Ausbreitung durch Bodenroller
• Beschreiben Sie den Bestäubungsmechanismus bei Arum maculatum (Aronstab). Wie wird die Bestäubung gesichert, wie wird Selbstbestäubung verhindert? Gleitfalle, Insektenbestäubung 1. Insekt wird mit Duftstoffen der Pflanze angelockt 2. fällt durch die Gleitfalle ins innere entlang der Blütenröhre zum Blüteninneren dort wo sich der Blütenstempel befindet und bleibt eingeschlossen bis sich helm öffnet 3. durch Pollen auf Insekt wird weiblicher Stempel befruchtet, Staubblätter reifen, männliche pollensäcke öffnen sich und überschütten Insekt mit Pollen 4. Selbstbestäubung verhindert da männl. erst öffnen wenn weibl. befruchtet sind
• Orchidaceae gehören zu den artenreichsten Familien, warum ? Spezifität der Bestäuber führt zu reproduktiver Isolation→  fördert Bildung neuer Arten
• Wie können Orchideen überleben, die kein Chlorophyll enthalten? Nennen Sie ein Artbeispiel (wissenschaftlicher Name). Wie sichern Orchideen das Wachstum nach der Keimung des Samens, obwohl der Samen kaum Reservestoffe enthält? Wachstum Durch Mykorrhiza = Pilz-Pflanze Symbiose → Endomykorrhiza  Pilzpartner: Ständerpilze Ein Teil der Hyphen dringt in die äußeren Zellen der Wurzel des Pflanzenpartners ein ( Endomykorrhiza). Innerhalb der Zelle bilden die Pilze eine Art Haustorium aus. Dadurch können Nährstoffe und Wasser abgegeben und Kohlenhydrate aufgenommen werden.
• Nennen Sie je zwei Fruchttypen (mit Beispiel), die zu den Öffnungsfrüchten / Schließ- früchten / Sammelfrüchten gehören. Welchen Fruchttyp bilden folgende Pflanzen: Erdbeere, Kirsche, Johannisbeere, Himbeere, Tomate, Kürbis, Mandel, Kokosnuss, Haselnuss, etc. Öffnungsfrüchte: Hülse (Fabaceae), Schote (Brassicaceae) Schließfrüchte: Beere (Ericaceae), Steinfrucht (Rosaceae) Sammelfrüchte: Sammelnussfrucht, Apfelfrucht (Rosaceae) Erdbeere: sammelnussfrucht Kirsche: steinfrucht Johannisbeere: beere Himbeere: sammelnussfrucht Tomate: beere Kürbis: beere Mandel: steinfrucht Kokosnuss: steinfrucht Haselnuss: nuss
• Welche Anpassungen im Bau der Blüten weisen windbestäubte Arten auf? Nennen Sie ein Pflanzenbeispiel (wissenschaftlicher Name) viele Pollen, Blüten eingeschlechtlich, Blütezeit vor dem Laubaustrieb→ Frostresistenz Gräser: Bromus erectus
• Nennen Sie sechs Trockenheitsanpassungen der Cactaceae. Crassulacean Acid Metabolism (zeitliche trennung) Photosynthese in Sproßachsen kleine oder keine Blätter Blätter umgewandelt zu Dornen (verdunstungsschutz) z.T. Kugelförmige Körper (minimierung der oberfläche) Wachsschicht Sukkulenz, Wasserspeicher im Körper
• Was versteht man unter „Pseudanthium“, was ist ein Cyathium? In welchen Familien kommen sie vor (Nennen Sie für jeden Fachbegriff je eine unterschiedliche Familie)? Pseudanthium: Scheinblüte, aus vielen kleinen einzelblüten zusammengesetzt (Löwenzahn) →Nacktsamer Cyathium: Pseudanthien aus einer weibl. und vielen männl. Blüten →Bedecktsamer
• Skizzieren Sie (mit Beschriftung) den typischen Blütenstand einer Caryophyllaceae (Nelkengewächse). Wie nennt man diese Verzweigungsform? Blütenstand: Dichasium Ast teil sich immer in zwei
• Weshalb sind Vertreter der Orchidaceae besonders gut in der Lage, extrem nährstoffarme Böden zu besiedeln? Nährstoffversorgung durch Pilze, Mykorrhiza
• Wodurch sind Fabaceen (Hülsenfrüchtler) in der Lage, auf stickstoffarmen Boden zu wachsen? Nennen Sie einen Vertreter (wissenschaftlicher Name) der Fabaceae, der als Nahrungspflanze für Menschen angebaut wird. Warum sind die Früchte der Fabaceae besonders reich an Proteinen? In welchem Gewebe der Früchte wird der Großteil der Reservestoffe gespeichert? Kichererbse (Cicer), Sojabohne (Glycine) Samen haben große Keimblätter,
• Skizzieren und beschriften Sie den Querschnitt einer Schote. Kennzeichnen Sie die Stellen/die Stelle, an der das Fruchtblatt/die Fruchtblätter verwachsen sind. Für welche Familie (wissenschaftlicher Name) ist diese Fruchtform typisch? Mittig Septum, Außen erstes und zweites Fruchtblatt beide mit Dorsalnerv, an Septum und Fruchtblatt anliegend ist Plazenta dann Funiculus dann Samenanlage, oben und unten die Verwachsungsnaht typisch für Brassicaceae
• Nennen Sie drei Anpassungen an Windbestäubung, die man bei Vertretern der Fagales findet! Was ist die Cupula der Fagaceenfrüchte und woraus bildet sie sich? viele Pollen, Blüten eingeschlechtlich, Blütezeit vor Laubaustrieb, Perianth reduziert Cupula: Achsenwucherung um die Frucht Anpassung an Winterkälte: abhärtung durch kühle Temperaturen→ Frostresistenz laubabfall im Herbst: vermeiden von wasserverlust im Winter, Speicherung der nährstoffe aus den Blättern
• Warum werfen Erlen (Alnus) im Herbst die Blätter grün ab und nicht, wie bei anderen Laubbäumen, in bunter Herbstfärbung? Erle geht eine symbiose mit Bakterien ein → Wurzelanschwellung (Rhizotamnien) Erle liefert den Bakterien Nährstoffe, Bakterien binden Luftstickstoff und stellen es der Erle zu verfügung Erle unabhängig von stickstoffversorgung aus Boden nährstoffe aus blättern vor abwurf zurückzuführen ist nicht nötig → Blätter fallen grün zusätzlicher Bodendünger
• Nennen Sie vier Arten unterschiedlicher Gattungen der Brassicaceae, die als Nutzpflanzen angebaut werden und geben Sie an, welche Teile der Pflanze wozu genutzt werden! Brassica nigra (samenkörner), Brassica napus (Paps aus Samen), Eutrema wasabi (Rhizom), Armoracia rusticana (Meerrettich, Wurzel)
• Welche zwei Familien haben zahlreiche Vertreter, die als Gewürzpflanzen bedeutend sind? Warum ist das so? Nennen Sie je zwei Artbeispiele aus jeder Familie, die als Nutzpflanzen bedeutend sind und geben Sie an welche Pflanzenteile genutzt werden. Apiaceae: ätherische Öle, Rosmarinus officinalis Brassicaceae: Senfölglykoside, Brassica nigra
• Vergleichen Sie die Fruchtformen von Aesculus hippocastanum (Rosskastanie) und Castanea sativa (Esskastanie) Rosskastanien haben meist einen samen; bestachelte Kapselfrucht Esskastanien drei Stück; Nussfrucht mit stacheliger Cupula
• Querschnitt einer Hülse Botanik Buch
• Was sind Elaiosomen? Nennen Sie eine Pflanzenart, die Elaiosomen besitzt. Welchen Vorteil bringen sie der Pflanze? Was versteht man unter Myrmekochorie? Elaisomen: fettreiche anhängsel an Diasporen Colchicum autamnale Diasporen: botanischer sammelbegriff für Verbreitungseinheiten Myrmekochorie: Verbreitung durch Ameisen, über weite Strecken
• Beschreiben Sie den Aufbau der Zitrusfrüchte. Wie bezeichnet man diese Fruchtform? Nennen Sie zwei Zitrusfrüchte (deutscher Name reicht aus), die sich im Laufe der Evolution als eigene Art entwickelt haben, und zwei weitere, die durch Kreuzung entstanden sind! Aufbau: Exokarp (Flavedo), Mesookarp (Albedo), Endokarp (Saftschlauch), eingeteilt in Segmente, mittig der Kern, Segmente geteilt durch lamellen, im segment neben saftblasen auch Samen Fruchtform: Beere Kreuzung: Zitrone, Orange Entwickelt: Pampelmuse, Mandarine
• Welche Mechanismen der Pollenpräsentation haben Campanulaceae und Asteraceae entwickelt? Pump- und Bürstenmechanismus
• Skizzieren Sie den für Asteraceae charakteristischen Blütenstand (mit Beschriftung). Welchen Fruchttyp bildet diese Familie und wie sichern einige Vertreter dieser Familie die Verbreitung der Frucht? Blütenstand Korb × oder ↓ K 0-∞ C(5 A5) G—2 Frucht: meist Achäne mit Pappus bestäubung durch Insekten oder Wind 
• Nennen Sie fünf verschiedene Fruchtformen mit je einem Artbeispiel, die bei der Familie der Rosaceae vorkommen! Vergleichen Sie jeweils die Ausbildung der Fruchtwand. Hagebutte: Nüsschen → Krugförmiger Blütenbecher Hagebutte/Himbeere: Steinfrüchte →Endokarp verholzt, Mesokarp fleischig Erdbeere: Sammelnussfrucht → mit Außenkelch, Blütenboden fleischig,  Äpfel/Birnen: Apfelfrucht → Fruchtfleisch: Mesokarp, Kerngehäuse: Endokarp Mädesüß: Sammelfrüchte
• Was versteht man unter interspezifischer Konkurrenz? Erklären Sie den Hohenheimer Grundwasserversuch! Was sagt er aus? Zeichnen Sie die ökologische Toleranzkurve für einen Trockenheitszeiger. Konkurrenz zwischen den Arten um vorhandene Ressourcen

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