Holzbiologie (Fach) / Holzbiologie (Lektion)

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Holzbiologie

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  • Beschreiben Sie die chemischen und anatomischen Merkmale von Druckholz Reaktionsholz Kommt nur im Nadelholz vor: Chemisch:    - Rötlich dunkel wegen höherem Ligninanteil. - Höhere Cumaryleinheiten. (Cumarylalkohol) - Auxine beeinflussen das Wachstum (Steuerung der Zellgröße und Durchmesser)(Wachstumsregulator) - Unterseite wächst schneller als Oberseite - S1 ist wesentlich dicker als beim Normalholz   Anatomisch:   - Abgerundete Tracheiden  - Interzellular (Räume zwischen den Tracheiden; Hohlräume) - feine Haarrisse - Nur Ginko zeigt keine Haarrisse - flacher Fibrillenwinkel (Microfibrillenwinkel in S2 ist groß. Zwischen 30-50°)  
  • Beschreiben Sie die chemischen und anatomischen Merkmale von Zugholz Kommt nur bei Laubhölzern vor: Chemisch:   - geringerer Lingingehalt - höherer Zelluslosewert. Bis zu 95% - Reagieren die Zellen nicht auf das gasförmige Hormon Ethylen(Reife wird angeregt), wird kein Zugholzgebildet. Äste können durch Eigengewicht brechen.   Anatomisch:   - Zugholz entsteht beim LH an der Kraftzugewandten Seite - Beim Nadelholz Druckholz an der Kraftabgewandten Seite - Steiler Fibrillenwinkel in der G Schicht verursacht Zugspannung - Gefäßdichte und Gefäßgröße werden reduziert. - Weniger Gefäße und kleinere Gefäße - Erhöhte Jahrringbreite und erhöhte Rohdichte (erhöhte Rohdichte auch beim Druckholz) - Gelatinöse Fasern  - Zugholz nicht so dauerhaft wie normales Holz. Pilzbefall erhöht. - Weißholz
  • Beschreiben Sie die Holzbildung von April – Oktober 1. Zellteilung: Cambiale Zone (Temperaturanstieg auf 10°C) 2. Zellstreckung der Fasern (Expansion) Axial 3. Sekundärwandbildung und Lignifizierung - Dann kein Strecken mehr möglich 4. Programmierter Zelltod   -          Beginn der Zellteilung bei Temperaturanstieg auf 10°C -          Mai bis Juni (Frühholzbildung) -          Juli bis August (Spätholzbildung). Wechsel durch Tageslänge -          Herbst bis Winter (Winterruhe)
  • Beschreiben Sie die Zelltypen des Sekundärem Phloem von LH und NH - Phloem lebt in der Regel nur ein Jahr - Nadelholz: Siebzellen, Eiweißzellen (Straßburger Zellen), Fasern, Parenchymzellen - Laubholz: Siebröhren, Geleitzellen, Parenchymzellen, Fasern - Die Siebzellen und Siebröhren (Bastschicht) sind für den Assimilattransport zuständig. - Eiweißzellen: Unterstützen die Siebzellen beim Assimilattransport - Siebröhren und Siebzellen haben keinen eigenen Zellkern und sind deshalb allein nicht überlebensfähig.
  • Beschreiben sie kurz den Weg vom Gen zum Protein Als Voraussetzung für diese Synthese (Zusammensetzung) wird der DNA-Abschnitt eines Gens zunächst in ein Messenger-Ribonukleinsäure (mRNA) umgeschrieben (Transkription); danach werden in Eukaryoten bestimmte Teile dieser mRNA gezielt entfernt (Spleißen). Schließlich werden die Aminosäuren der zu den Codons passenden tRNAs miteinander zu einer Polypeptidkette verknüpft. Alle nach der Synthese und dem Spleißen der mRNA folgenden Schritte bis einschließlich der Synthese der Proteine werden als Translation bezeichnet, da bei der Proteinsynthese die Umsetzung der Triplett-Folge der DNA in eine Aminosäure-Folge deutlich wird.   1.      Der DNA Abschnitt eines Gens wird in ein Messenger- Ribonukleinsäure(mRNA) umgeschrieben(Transkription) 2.      Bestimmte Teile dermRNA werden in dem Eukaryoten(Zelle mit Zellkern) gezielt entfernt (Spleißen) 3.      Die Aminosäuren der zu den Codons(Dreiergruppen) passenden tRNAs werden miteinander zu einer Polypeptidkette verknüpft 4.      Der gesamte Ablauf wird als Translation bezeichnet
  • Erklären Sie die Unterschiede von Kern und Splintholz und gehen dabei auf die höhere Resistenz (Phatogene) von Kernholz ein Der innere Bereich eines Baumstammes dient nicht mehr der Wasserleitung, sondern nur noch der Festigung des Stammes. Hier befindet sich auch kein lebendes Gewebe, denn auch die Parenchymzellen sterben mit der Zeit ab. Darüber hinaus verlieren ebenso die Gefäße ihre Funktionstüchtigkeit und können die Aufgabe der Wasserleitung nicht mehr erfüllen. Bei manchen Bäumen ist der aktive Teil des Holzes nur noch auf die äußersten 2 Jahresringe beschränkt, bei anderen immerhin auf das Holz der letzten 20 Jahre. Diesen noch lebenden bzw. aktiven Teil des Holzes bezeichnet man als Splintholz im Gegensatz zum Kernholz im Inneren des Stammes. Oft unterscheiden sich Splint- und Kernholz auch die Färbung, denn das Kernholz erscheint bei manchen Arten, wie Eiche, Waldkiefer und Kastanie durch Einlagerung von Gerbstoffen, die später zu Farbstoffen oxidieren, dunkler. Auch andere Stoffe, wie Kieselsäure, können im Kernholz gelagert sein. Das Kernholz ist in der Regel härter und widerstandsfähiger als das Splintholz. Deshalb gilt es als das wertvollere Holz. Kernholz:Keine lebenden Zellen mehrReservestoffe abgebaut oder in Kernholzsubstanzen umgewandeltKernholzsubstanzen bestimmen die natürliche Dauerhaftigkeit des HolzesEnthält weniger Wasser als Splintholz SplintholzAn der Saftleitung beteiligter äußerer TeilEnthält lebende Zellen und ReservematerialWird unterteilt in Leitsplint und SpeichersplintLeitsplint: äußerster, schmaler Splintbereich (z.T. 1 Jahrring), leitfähiges HydrosystemSpeichersplint: ältere Splintholzgewebe, kein leitfähiges Hydrosystem, ReservestoffspeicherungReservestoffe: Fette, Proteine, nicht – strukturelle KH (Stärke, Saccharose, Glucose, Fructose)    
  • Erklären sie die Unterschiede von Pseudo- /und Sekundärlignifizierung. 1)      Erklären sie die Unterschiede von Pseudo- /und Sekundärlignifizierung. Lignifizierung: Auch Verholzung: chemische und physikalische Veränderung der Zellwände durch umfangreiche Einlagerungen von Lignin, sobald die Ausdifferenzierung der Zelle, mit der Zellwandverdickung fortschreitet, beendet ist. Damit erfolgt die Verholzung bereits wenige Zellen nach dem Kambium. Für die Ingangsetzung ist lebendes Protoplasma (=Lebensvorgänge bewirkende Gesamtinhalt der Zelle. Nur lebende Zellen besitzen Protoplasma. Ist ein wasserreiches, kolloidales Gemisch vieler organischer und anorganischer Stoffe und umfasst das Cytoplasma und den Zellkern (Nucleus)) erforderlich. Von der Lignifizierung  zu unterscheiden ist die Verkernung, auch Pseudo- oder Sekundärlignifizierung genannt, bei der es zu einer zusätzlichen Einlagerung von phenolischen Substanzen, aber nicht von Lignin, in die Zellwand kommen kann. Pseudo: Bei Laubhölzern keine Einlagerung von Lignin bei Verkernung Sekundär: Einlagerung von Lignin in Tüpfelmembran. Verschließen der Tüpfel.
  • Nennen Sie 4 Borkentypen mit entsprechender Baumart - Ringelborke an Birken - blättrige Schuppenborke an Ahornblättriger Plantane - Schuppenborke an gemeiner Kiefer - Netzborke an Stieleiche  
  • Nennen Sie 5 externe Faktoren die Einfluss auf die Holzbildung haben und beschreiben sie diese - Kräfte und Lasten (Zugholz/ Druckholz) - Nährstoffe im Boden, CO2 Konzentration, PH Wert - Regen und Trockheit - Mangel an Platz - Mangel an Licht  
  • Nennen Sie Pro- und Contra für Baumschnittmaßnahmen im Winter   -(Pro) Die neu gebildeten Triebe wachsen kräftiger, da die Nährstoffe im Winter in die Wurzel und in den Stamm zurückgezogen wurden. Somit werden dem Baum keine wichtigen Nährstoffe genommen die er im Frühjahr benötigt.  - (Contra) Wundheilung ist durch den niedrigen Stoffwechsel langsamer - (Pro) Im Winter wenig Phatogene (Negative Einflussfaktoren) - (Pro) Tiere und Insekten werden nicht gestört (Bsp. Vögel) - (Contra) Bei Frost darf nicht geschnitten werden. - (Pro) Keine Blattwerk im Winter 
  • Was muss bei der Anpflanzung von Plantagen-Sämlingen bedacht werden? Anbau:  - Einzelreihensystem 200 bis 2000 St./ha - Mehrreihensystem ca. 10000 St./ ha   Nutzung:  - Energieholz - Industrieholz   Eigenschaften: - Hohe Wachstumsleistung in den ersten 3-10 Jahren  - Hohe Kältetoleranz - Hohes Stockausschlagvermögen  - Hohe Auswuchssicherheit - Widerstandsfähigkeit gegen abiotische und biotische Schadfaktoren  - Einfache und kostengünstige Vermehrbarkeit - Klima (Standortabhängig) - Bodenbeschaffenheit    Beispiele: Pappel, Robinie
  • Was versteht man unter genetischem Code? Eine bestimmte Abfolge von Basenpaaren im DNA Doppelstrang. Der genetische Code ist eine Regel, nach der in Nukleinsäuren befindliche Dreiergruppen aufeinanderfolgender Nukleobasen – Tripletts oder Codons genannt – in Aminosäuren übersetzt werden. Diese Übersetzung, Translation genannt, findet bei der Bindung von Aminosäuren an verschiedene Transfer-Ribonukleinsäuren (tRNA) statt, durch die die Aminosäuren für ihren Zusammenbau zu Proteinen angeordnet bzw. aktiviert werden. Nach Bindung der Aminosäuren an tRNA kann die Synthese des durch die Folge der Codons in einer Desoxyribonukleinsäure (DNA) festgelegten Proteins beginnen.  
  • Was versteht man unter nekrophylaktischem Periderm? -          Wundperiderm= nekrophylaktisches Periderm -          Wunde wird ringförmig abgeschottet durch Parenchymzellen -          Strategien zur Schadabwehr der inneren Rinde (Bast) -          Ausbildung eines Kallus- daraus Überwallungswulst -          Kallus verschließt die Wunde -          Es entsteht Wundxylem und Wundphloem -          Hohe Anzahl parenchymatischer Zellen
  • Welche Fruchtformen kommen bei Nutzholz-liefernden Bäumen vor? Erklären Sie diese kurz und geben Sie bitte je ein Beispiel. Einzelfrüchte:    Öffnungsfrüchte   -          Hülsenfrüchte: an der Rücken- oder Bauch- und Rückennaht (Robinie) -          Balgfrüchte: an der Verwachsungsnaht (Magnolie) -          Schoten: an Verwachsungsnäten öffnend -          Kapselfrüchte: mannigfaltige Öffnungsmechanik (Pappel, Weide, Eucalyptus)   Schließfrüchte   -          Steinfrucht: Kirsche oder Walnuss   Sammelfrüchte   -          Sammelbalgfrucht: Apfel oder Birne
  • Wie ist eine Blüte, ein Samen definiert? Blüte Sprossabschnitt, welcher mit der Ausbildung der innersten, bzw. obersten Blütenorgane sein Wachstum abschließt und die der geschlechtlichen Fortpflanzung dienenden Blattorgane trägt. Diese sitzen entweder in spiraliger oder kreisförmiger Anordnung an der Sproßachse.   Same Ein Same oder Samen (verwandt mit lat. semen) ist die Diaspore der Samenpflanzen (Spermatophyta). Er besteht aus einer Samenschale (Testa), dem Embryo und häufig noch einem Nährgewebe (Endosperm oder Perisperm). Der Samen enthält damit alle Anlagen, um unter günstigen Keimungsbedingungen zu einer neuen Pflanze heranzuwachsen.
  • Was versteht man unter Keimruhe Bei Pflanzen des gemäßigten Klimas ist die Keimruhe (Dormanz) der ausgereiften Samen die Regel. Durch diesen Schutzmechanismus der Pflanzen wird der klimatischen Saisonalität dahingehend Rechnung getragen, dass die Keimung zu einer günstigen Jahreszeit erfolgt und der Keimling optimale Wachstumschancen vorfindet. Die Zeitdauer der Keimruhe ist bei den einzelnen Pflanzenarten sehr unterschiedlich, ebenso wie die Faktoren, die zum Abbau der Keimruhe führen. Als Einflussfaktoren sind zu nennen: Feuchtigkeit, Temperaturschwankungen, Lichtverhältnisse und Nährmedium (Boden). Die Keimruhe muss beendet sein, wenn Saatgut in das Saatbett ausgebracht wird. Während die Keimruhe bei Roggen nur wenige Tage nach der Reifung endet, beträgt sie bei Weizen und Gerste mehrere Wochen, Apfelkerne keimen sogar erst nach einer winterlichen Frosteinwirkung. Der künstliche Abbau der Keimruhe wird in diesem Fall als Stratifikation bezeichnet.
  • Keimfähigkeit: Mit Keimfähigkeit bezeichnet man die Fähigkeit des Pflanzensamens, einen Keimling zu bilden. Ein Same, der keinen Keimling bilden kann, wird landläufig als taub bezeichnet. Üblicherweise werden Keimfähigkeit und Triebkraft (die dem Keimling innewohnende Energie, die Krume zu durchstoßen) mit einer größeren Menge an Pflanzensamen unter definierten Bedingungen getestet. Die Keimfähigkeit und Triebkraft wird in % der Samen, die einen Keimling gebildet haben, angegeben und als Keimprozent bezeichnet. Eine Mindestkeimfähigkeit für Saatgut, das in den Handel kommt, ist im Saatgutverkehrsgesetz vorgeschrieben und liegt bei Nutzpflanzen in der Regel über 90 %. Bei forstlichem Saatgut liegen die Keimprozente jedoch oft darunter. Rotbuchen erreichen nur einen Wert von etwa 45 %.  
  • Stratifikation: In der Botanik und im Samenbau bezeichnet der Begriff Stratifikation (von lat. stratum, Schicht) die Kältebehandlung von Samen um deren Keimung in einer gepufferten Umgebung anzuregen. Als Puffer dienen Substratschichten, die den Wassergehalt, die Temperatur und den Lichtabschluss physikalisch stabilisieren und den bei freier feuchter Lagerung unvermeidlichen Befall mit Mikroorganismen reduzieren. Nahezu alle Samen durchlaufen während und unmittelbar nach ihrer Reife an der Mutterpflanze eine Samenruhe oder Dormanz, die überwunden werden muss, bevor die Keimung erfolgen kann. Dies dient zunächst dazu, die Keimung bereits an der Mutterpflanze zu verhindern. Zudem müssen häufig bestimmte Umgebungsbedingungen erfüllt sein, damit die Samen keimen können. Zahlreiche Samenarten benötigen eine Kälteperiode, bevor die Keimruhe überwunden wird. Dadurch wird die Keimung von Samen in der ungünstigen Zeit vor Winteranbruch verhindert. Werden Samen künstlich diesen Bedingungen ausgesetzt, spricht man von Stratifikation.
  • Welche Phasen der Samenkeimung werden unterschieden? Keimung in zwei große Phasen: 1. Erste Phase der Wasseraufnahme, wiederherstellung der Proteinsynthesefähigkeit und DNA Reperatur. Phase endet mit Durchtritt der Keimwurzel durch die Samenschale 2. Zweite Phase der Wasseraufnahme, Mobilisierung der Reservestoffe und massives wachstum des Keimlings durch Zellteilung und -Streckung.
  • Nennen sie die Faktoren die die Holzbildung regulieren Exogene Faktoren:  -       Temperatur -       Lasten ( Schnee, Schwerkraft am Hang), -       Wasser, Boden, Wind, Licht -       Bodeneigenschaften ( Nährstoffe und PH-Wert) und Umgebungsklima (CO2) -       Konkurrenz unter den Arten Endogene Faktoren: Zucker, Proteine, Hormone, Wasserpotential, Ligninvorstufen, Messenger, Druck, Mineralelemente, Genom/DNA
  • Welche strukturellen, cytologischen Veränderungen erfolgen während der Differenzierung von Tracheiden ?
  • Was ist Apoptose und wo kommt sie vor? Programmierter Zelltod (PCD) Ist der Physiologischerweise ablaufende Tod von Zellen in deinem mehrzelligen Organismus. Dieser dient in der Regel dazu, für die Entwicklung oder den Fortbestand des Organismus unnötige oder hinderliche Zellen gezielt zu entfernen.   Apoptose Apo- weg Ptosis- Fall   -       Physiologischer Untergang einzelner Zellen oder bestimmter Zellpopulationen -       Selbstmordprogramm einzelner biologischer Zellen -       Von der betreffenden Zelle selbst aktiv durchgeführt -       Exogen, endogen ausgelöst   Nekrose   Nekrosis- Absterben   -       Pathologischer Untergang einzelner oder mehrerer Zellen -       Exogen ausgelöst
  • Was sind Phytohormone? Und welche spielen bei der Holzbildung eine Rolle? Phytohormone sind Wirkstoffe des Innenmilieus. Organische Verbindungen die in geringsten Konzentrationen Stoffwechselprozesse fördern, hemmen oder modifizieren. Verantwortlich für die Koordination zwischen Organen, Geweben und Zellen. Verhältnisse/Gradienten versch. Hormone zueinander sind innerhalb der Pflanzen wichtiger als die Konzentrationen. Ihre Bildungsorte sind Blätter, Meristeme, Samen und Früchte. Kontrollieren die Kambialaktivität (endknospung/Ringelung führt zur Aufhebung der kambialen Teilungsaktivität) Bsp.: die vorwiegend wachstumsfördernden Auxine, Cytokinine und Gibberelline, sowie die hemmenden Phytohormone Abscisinsäure und Ethylen, Jasmonat Phytohormone kommen in allen höheren Pflanzen vor. Pflanzenhormone werden nur in geringen Mengen gebildet. Der Gehalt an den einzelnen Pflanzenhormonen hängt vom jeweiligen Pflanzenorgan und dessen Entwicklungszustand ab. Häufig ist nicht die absolute Konzentration entscheidend, sondern das Mengenverhältnis der Phytohormone zueinander. Phytohormone sind biochemisch wirkende pflanzeneigene (endogene) organische Verbindungen, die als primäre Botenstoffe (sog. Signalmoleküle) Wachstum und Entwicklung der Pflanzen steuern und koordinieren. Da sie nicht alle Kriterien der eigentlichen Hormone erfüllen, können sie auch als Wachstumsregulatoren bezeichnet werden.
  • Welche Funktionen hat das Splintholz. Welche Bereiche lassen sich im Splintholz unterscheiden? Splintholz ist der an der Saftleitung beteiligte äußerste Teil des Holzes im stehenden Stamm, der lebende Zellen und Reservematerial enthält. 
Er wird unterteilt in Leitspint und Speichersplint.
Leitsplint: äußerster, schmaler Splintbereich (z.T. 1 Jahrring), leitfähiges Hydrosystem 
Speichersplint: ältere Splintholzgewebe, kein leitfähiges Hydrosystem, Reservestoffspeicherung 
Reservestoffe: Fette, Proteine, nicht – strukturelle KH (Stärke, Saccharose, Glucose, Fructose)
  • Was und wo wird es im Splintholz gespeichert? Speicherung von Zucker und Stärke im Parenchym. Sowie Speicherung von Assimilaten und Nährstoffen. Kohlenhydrate und Fette in den Holzstrahlen.
  • Unterschiede/Gemeinsamkeiten im Speicherverhalten von NH/LH a) Saisonal
 b) radial über den Stammquerschnitt zu a) NH: Mittwinterliche Stärkeauflösung d.h. Umwandlung der Stärke in lösliche KH (krit. Temp. 5°) Anstieg der Stärkekonz. Im März, leichter Einbruch im August dann wieder Abfall ab Oktober. Fettspeicherung relativ konstant. LH: Im Sommer viele Nährstoffe/Reseverstoffe in der Wurzel (Fette, Proteine, Stärke). Proteine in den Blatttragenden Monaten rel. niedrig, steigen im November stark an denn die Proteine in den Blättern werden in As umgewandelt und während der Wintermonate in der Sprossachse gespeichert, damit sie für die Blattbildung im Frühjahr wieder genutzt werden können. Stärke und Fette nehmen im Frühjahr ab, weil aus ihnen die Energie für die Blattbildung und die Induktion des kambialen Wachstums aus ihnen stammt. Im Spätsommer steigt deren Konzentration wieder an. zu b) NH: Im gesamten Splintholz hohe Stärkekonz., besonders in den äußeren zwei Jahrringen. In den äußersten Kernholzringen noch geringe Stärkekonz., nach innen hin kaum noch. LH: Bei Splinholzbäumen (z.B.Tilia/Acer) Stärkekonz. In radialer Richtung konstant. Bei Kernholzbäumen hohe Stärkekonz. in äußeren Jahrringen, schon ab den 4./5. sehr geringe Konz. und im Kernholz keine stärke mehr.
  • Nennen die Charakteristika/ Eigenschaften des Kernholzes -  keine lebenden Zellen mehr -  Reservestoffe abgebaut oder in Kernholzsubstanzen umgewandelt -  Kernholzsubstanzen bestimmen die natürliche Dauerhaftigkeit des Holzes -  Enthält weniger Wasser als Splintholz Charakatistika -Der Baum unterbricht außerdem die Verbindungen zwischen den Zellen durch Verschluss der Hoftüpfel (Nadelholz) oder durch Verthyllung der Gefäße (Laubholz), so dass kein kapillarer Austausch mehr möglich ist. -Physiologisch nicht mehr aktive, meist dunkle, innere Zone, die sich deutlich vom äußeren, hellen Splintholz unterscheidet. -Es entsteht durch sekundäre Stoffwechselvorgänge des absterbenden Parenchym im inneren Splintholz. -Unterscheidung in Echtes (obligatorisch) und Falsches (fakultativ) Kernholz Eigenschaften -Echtes Kernholz besitzt eine erhöhte Dauerhaftigkeit -Kernholz ist totes Holz
  • Welche Stoffklassen von Kerninhaltsstoffen sind Ihnen bekannt? Terpenoide aus C5 Einheiten -  Phenolische Komponenten (meist aus Phenyl-Propan Stoffwechsel):                 Phenole und Phenolsäuren (Gallussäure)                                 Lignane aus zwei Phenylpropan C6-C3 Einheiten (Pinoresinol)                                 Stilbene (Pinosylvin)                                 Flavonoide (Catechin, Quercetin)                                 Quinone (Tectoquinone) Gerbstoffe:                             -Kondensierte Gerbstoffe                                                         - Hydrolisierbare Gerbstoffe = Gallo-, 
Ellagitannine                                                         -Tannine (Gallotannine)                                                         -Phlobaphene
  • Welche Typen von Kernholz kennen sie? - Robinien Typ (Typ 1) -  Walnuss Typ (Typ 2)

  • Charakterisieren sie bitte kurz die Typen der Kernholzbildung. 
 Typ1: Die Kerninhaltsstoffsynthese verläuft als Interaktion von Primär- und Sekundärstoffwechsel.         1.)  es erfolgt ein Abbau der vorhandenen Stärke im Splintholz         2.)  es wird Sacharose aus dem Splint in die Kern-Splint- Übergangszone eingelagert         3.) Verstärkter Sacharoseabbau durch erhöhte Expression der Gene und gesteigertem 
enzymatischen Proteinpool         4.)  Die Phenolsynthese wird gesteigert durch erhöhte Expression der Gene, die z.B. 
PAL(Phenylalaninammonium-Lyase) und CHS (Chalkosynthase) kodieren         5.)  Kerninhaltstoffe werden synthetisiert Typ2:
 Im Splintholz sind bereits Glucoside von phenolischen Komponenten vorhanden.Die Glucose wird dann in Kern-Splint- Übergangszone abgespalten, was zur Entstehung phenolischer Kernstoffe führt.
  • Welche Verfärbungsreaktionen können im Holz stehender Bäume auftreten? Wann (zu welcher Jahreszeit), wo (in welchen Holzgeweben) und wie erfolgen diese Verfärbungen? Fakultativer Farbkern (Fagussylvatica) - Falschkern, - Wolken-, - Wund-, - unregelmäßiger, - abnormaler Kern       - Zeitpunkt nicht genetisch festgelegt
 - Durch biotische und abiotische Faktoren hervorgerufen wie z.B.: Alter (100-200Jahre) Stammdurchmesser Faulastanteil Standortfaktoren 
 - Farbveränderungen                             Bildung phenolischer Komponenten aus Reservesubstanzen                             Lufteintritt (Oxidation)                             Verthyllung Spritzkern (grau-schwarz Färbung)
 - Ursache: Bakterieninfektion durch Wurzelverletzung, pH-Erhöhung (von 5,5 auf 7,3) der Kapillarflüssigkeit, Reaktion bakt. Stoffwechselprodukte mit Resevestoffen. Ohne jahreszeitliche Präferenz. Nasskern (Abiesalba, Popolusnigra)
 - Ursachen sind: von Wunden, Wurzel ausgehend Alter eindringende Bakterien (org. Säuren werden gebildet [z.B. Buttersäure], dadurch unangenehmer Geruch) kein Wassertransport und Wasserspeicherung
  • Was verbirgt sich hinter der Abkürzung CODIT? Compartmentalization Of Damage In Trees
- Konzept der Kompartimentierung, das als Abwehrmechanismus bei Verwundung abläuft (Einkapselung der Schaderreger als Überlebensstrategie von Bäumen nach Verletzung) Phase 1-Eindringende Luft; Phase 2- Eindringen von Schaderregern; Phase 3-Ausbreitung der Schaderreger; Phase 4- Einkapselung der Schaderreger
  • Je 3 Holzfehler, Ursachen und Vermeidung a) hinsichtlich der Stammform b) in Bezug auf die Beschaffenheit des Holzes c) und solche, die durch Beschädigung und Erkrankungen hervorgerufen werden! a)  hinsichtlich der Stammform b)  in Bezug auf die Beschaffenheit des Holzes c)  und solche, die durch Beschädigung und Erkrankungen hervorgerufen werden! a) Krummschäftigkeit (keine gerade Sproßachse), Merkmale sind Kernverschiebungen/Verfärbungen; Gabelwuchs (echte Zwiesel: Verwachsungszwiesel; unechte Zwiesel: Gabelungszwiesel); Abholzigkeit (>= 1cm/m, Verringerung des Durchmessers pro Längeneinheit)         b)  Drehwuchs (schraubenartiger Faserverlauf um Stammachse); Astigkeit; Wimmerwuchs (Riegelung)         c)  Risse (z.B. durch Frost, Wind, Wuchsspannungen, Trocknungsfehler); Rindenbrand (streifen-, plattenweises Aufreißen der Rinde dünnrindiger Baumarten); Rindennekrosen (kleinflächiges Absterben des Kambiums durch zB. Bakterien-, Pilzbefall nach Insektenvorschädigung)
  • Welche Methoden der Holzartenidentifizierung gibt es? Chemotaxonomie mikroskopische Bestimmung Makroskopische Bestimmung DNA Analyse
  • Was versteht man unter geneticEngeneering von Lignin? Prinzip: Veränderung der DNA der pflanzlichen Zelle um gewissen Ziele zu erreichen, z.B. geringerer Ligningehalt (Zellstoffproduktion), Herbizidtoleranz, Krankheitsresistenz, schnelles Wachstum, Insektizidproduktion
  • Erklären Sie kurz a) die antisense Technik b) die sense Technik c) das Einbringen eines Fremdgens Antisense molekularbiologisches Verfahren, um die Aktivität eines bestimmten Gens zu blockieren Die Erbinformation eines Gens wird mit Hilfe der Boten-RNA (mRNA = messenger-RNA) abgeschrieben und in die Ribosomen - die „Eiweißfabriken“ der Zellen - gebracht. Die RNA funktioniert dabei wie eine Matrize. Ihre Struktur ist komplementär zu dem abgelesenen Gen. Um nun zu verhindern, dass die mRNA die Information für ein bestimmtes Eiweiß (Protein) in den Ribosomen „abliefert“, wird bei der Antisense-Strategie ein komplementäres - gegensinniges (antisense) - Gen in die Pflanzenzelle eingebracht. Dessen mRNA lagert sich als passendes Gegenstück an die mRNA des Proteins an und blockiert sie auf diese Weise. Neue Forschungsergebnisse zeigen, dass der Antisense-Strategie der Mechanismus der RNA Interferenz zugrunde liegt. Dabei bindet die Antisense-RNA an ein bestimmtes Enzym, wodurch eine doppelsträngige-RNA entsteht. Diese ds-RNA löst dann die RNA Interferenz aus. Mit Hilfe der Antisense-Strategie wird z.B. in der Kartoffelzüchtung versucht, die Bildung des Stärkebestandteils Amylose in der Kartoffel zu reduzieren.   sense Technik: bei der sense Technik werden bei der Transkription 2 gleiche mRNA Stränge gebildet; diese können translatiert werden, eine Aminsäuresequenz entsteht unddaraus kann das Protein gebildet werden   Eindringen eines Fremdgens: Fremdgene werden mit Hilfe von Plasmieden bestimmter Bakterien in die Pflanzenzelle eingeschläust Rekombinationsverfahren: 1.      Schneideenzym Teil DNA Strang versetzt 2.      Vektoren (DANN Trägermoleküle) Plasmide werden aufgetrennt. 3.      Die Rekombination aus 1. In 2. (Fragment wird in Vektor eingeschleust).
  • Welche Möglichkeiten der Transformation der Pflanzen gibt es? Pflanzentransformation nennt man die genetische Veränderung einer pflanzlichen Zelle durch Übertragung fremder DNA, die vorher aus einem anderen Organismus isoliert wurde. Eine erfolgreich durchgeführte Transformation hat eine gentechnisch veränderte Zelle als Ergebnis. -       Transformation durch das Akrobakterium (Tumefaciems) Indirekter Weg -       Die direkte Transformation über das Biolistische Verfahren (Partikelkanone) Direkter Weg -       Protoplastentransformation (Erhalt des Protoplasten)
  • Was versteht man unter vertikalem bzw. horizontalem Gentransfer? Vertikaler Gentransfer Geschlechtliche Fortpflanzung ist Vertikal und ist üblicherweise bekannt als Kreuzung. Zum Beispiel durch Pollen oder Blüten. Ist nur auf nahe verwandte Wildpflanzen begrenzt. Horizontaler Gentransfer Ist außerhalb der sexuellen Fortpflanzung. Er ist unabhängig von bestehenden Artgrenzen.
  • Nennen sie die Anwendungsbereiche der Gentechnik bei Bäumen und geben sie je ein Beispiel -       Redistenz gegen Schadbefall zum Beispiel Pilze, Insekten, Viren und Bakterien -       Es werden zur Zeit Virusresistente Papaja Bäume auf Hawaii genutzt -       Veränderungen der Holzbestandteile zum Beispiel Lignin -       Toleranz gegen widrige Umweltbedingungen (Trockenheit, Kälte etc.) -       Beschleunigtes Wachstum -       Gesteuerte Blütenbildung
  • Welche Risiken birgt die Gentechnik bei Bäumen? -       Bevölkerung ist großen Mengen genetisch veränderter Pollen ausgesetzt (Besonders für Allergiker) -       Unkontrolliertes Verbreiten von Pollen über größere Entfernungen -       Risikoreiche Nahrungsaufnahme bei Mensch und Tier -       Verdrängung anderer Arten.
  • Welche Aufgaben erfüllt die Sprossachse? Es dient der Stabilisierung, der Speicherung sowie als Transportorgan für Wasser, Nährstoffe und Assimilate. Achsenkörper, der in typischer Ausbildung zylindrische, stabförmige Teil des Kormus, der die sich seitlich aus ihm ausgliedernden Blätter (Blatt) trägt und diese in eine für die Photosynthese günstige Position zum Licht bringt. Neben dieser Stützfunktion (Biegefestigkeit) führt die Sproßachse umfangreiche Aufgaben der Stoffleitung aus. Die in den Blättern gebildeten Assimilate (Assimilation) werden zu den Orten des Verbrauchs (wachsende Blätter, Sproßachsenabschnitte und Wurzelteile, Blüten, Samen und Früchte) oder über den Umweg der Speicherung (Parenchymzellen der Sproßachse und Wurzel, Speicherblätter) zu diesen transportiert (Assimilattransport), und das Wasser wird von der Wurzel zu den Blättern geleitet (Wassertransport, Flüssigkeitsströme in Pflanzen). Entsprechend zu diesen beiden Hauptfunktionen sind Leitungsgewebe und Festigungsgewebe von großer Bedeutung beim Aufbau der Sproßachse.
  • Nennen Sie die 5 Phasen der Holzbildung einer Eiche in den gemäßigten Breiten. 1.       Zellteilung im Cambium 2.       Zellstreckung der cambialen Tochterzellen 3.       Bildung der sekundären Zellwand 4.       Programmierter Zelltod 5.       Verkernung
  • 4. Nennen Sie 5 ökologische Blumentypen mit ihren charakteristischen Merkmalen. ·         Scheiben- und Schalenblume sind flach, der Zugang zur Blumenmitte ist nicht eingeschränkt. ·         Die Becher- oder Glockenblumen sind zunehmend verengt und bilden einen Trichter oder Becher ·         Röhrenblumen sind noch enger ·         Stieltellerblumen besitzen eine schmale Röhre, auf der eine flache Scheibe sitzt ·         Bei Lippenblumen ist die Blüte deutlich zweigeteilt, wobei die Unterlippe als Landefläche für die Bestäuber dient. ·         Bürsten- und Pinselblumen besitzen zahlreiche Staubblätter, die bürsten- oder pinselförmig aus der Blüte gestreckt werden. Beispiele sind die Blütenstände der Akazien und Weiden.
  • !5 Phytohormone und ihre Auswirkung auf die Holzbildung 5P Auxine: Streckungswachstum der Zellen, Apikaldominanz hemmt laterale Seitenknospen, Zellteilung, Verhindert Blattabwurf Cytokinine: Zellteilung, Streckungswachstum, Samenkeimung, Chloroplasten-Entwicklung Giberilinne: Ausbildung unterschiedlicher Blattformen, Samenkeimung Abscisinsäure: Samenentwicklung und Keimung, Beteiligt an Stressreaktion von abiotischen Stress Ethylen: Fördert Samenkeimung, Wurzelhaarbildung, Blütenbildung, Abwehr von Stress
  • !4 Merkmale von obligatorischen und fakultativen Kernen und der Bezug auf Abwehrreaktionen (war als Tabelle) 4P Obligatorischer: ·         Tote Zellen ·         Einlagerung von Kernihaltstoffen (Phenole, Gerbstoffe, Terpenoide) ·         Hohe Dauerhaftigkeit ·         Weniger Wasser als Splint ·         Verschlus von Tüpfeln und Verthyllung ·         Verläuft an Jahrringgrenzen Fakultativer: ·         Unregelmäßig ·         Wundkern, Falschkern ·         Verfärbung durch Oxidation, Bakterieninfektion
  • !nach welchen zwei Prinzipien geht die Bionik ab???? 4P Bei der Analog-Bionik findet ein „top-down-Prozess“ statt: Man definiert das Problem, sucht nach Analogien in der Natur, analysiert diese Analogien und sucht schließlich nach Lösungen für das Problem mit den gewonnenen Erkenntnissen aus der Natur. Bei der Abstraktions-Bionik findet ein „bottom-up-Prozess“ statt: Man betreibt dazu biologische Grundlagenforschung, untersucht die Biomechanik und Funktionsmorphologie von biologischen Systemen, erkennt und beschreibt ein zu Grunde liegendes Prinzip, führt eine Abstraktion dieses Prinzips (Loslösung vom biologischen Vorbild und Übersetzung in nicht-fachspezifische Sprache) durch, sucht nach möglichen technischen Anwendungen und entwickelt schließlich solche Anwendungen zusammen mit Ingenieuren, Technikern, Designern usw.
  • !5 Beispiele für pflanzliche Bionik 5P Lotus-Effekt. Abperlen von Flüssigkeiten von Oberflächen. Naturfaser-Verbundmaterialien Formoptimierung nach dem Muster wachsender Bäume Flugobjekte nach Vorbild Pflanzensamen Wundversiegelung von Lianen durch PU-Schaum Klettverschluss nach Kletten
  • !DNA Chip erklären und 2 Anwendungsbeispiele nennen 4P Unter DNA-Chips (Microarrays) versteht man miniaturisierte Träger, auf deren Oberflächen DNA-Moleküle bekannter Sequenz als biomolekulare Sonden in einem geordneten Raster immobilisiert oder synthetisiert sind. Die oberflächengebundenen DNA-Moleküle werden mit komplementären, markierten Nukleinsäuren hybridisiert. Die daraus resultierenden Signale erlauben eine rasche Aussage z.B. über vorhandene Sequenzen aus GVP. Veränderungen.
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