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Botanik Möseler 2017 (Fach) / Nutzpflanzen I (Lektion)

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• Aufgaben der Vakuole - Speicherung von Reservestoffen (Kohlenhydrate)- Speicherung nutzloser oder schädlicher Exkremente (Colchicin)- Aufbewahrung spezifischer Inhaltsstoffe (Farbstoffe,Alkaloide(Kokain,Koffein..), organische Säuren, Glycoside, Gerbstoffe)- Wasser-Reservoir -> Konstanthaltung des cytoplasmatischen Wassergehalts- Wasserfluss bei osmotischen Vorgängen- Turgordruck
• Definition Cytologie Wissenschaft von den Strukturen und den Funktionen der pflanzlichen Zelle und ihrer Kompartimente/Zellorganellen
• Artbegriff ! Ernst MayrArten sind Gruppen sich miteinander kreuzender natürlicher Populationen die hinsichtlich ihrer Fortpflanzung von anderen Gruppen isoliert sind. Kerner von Marilaun                                                                                                                gleiche Merkmale & gleiches Areal durch mehrere Generationen erhaltende Individuen
• Kennzeichen des Lebendigen ! Bewegung Reizbarkeit Vererbung Stoffwechsel Wachstum Energiewechsel Fortpflanzung Entwicklung
• Taxonomie ! Familie(familia)    -aceae z.B Solanceae Gattung (genus)  gen.    z.B Solanum Art (Spezies)       spec.  z.B solanum tuberosum
• Welche Organismen sind Eukaryoten welche sind Prokaryoten Eukaryoten: Mensch, Tier, Pilze, Pflanze Prokaryoten: Bakterien, Archaeen
• Pflanzliche Organismen ! überwiegend autotroph(unmittelbare Nutzung der Sonnenenergie/ selbsternährung) Chlorophyll große äußere Oberfläche unbegrenztes Wachstum meist Stärke bildend Zelle mit Zellwand ortsfest
• tierische Organismen ! heterotroph (Aufnahme von organischen Stoffen-> <energie) Konsumenten / Destruenten kein Chlorophyll große innere Oberfläche begrenztes Wachstum Glycogen bildend ohne zellwand ortsbeweglich
• wesentliche Unterschiede zwischen Pflanzlichen und tierischen Organismen ! Unterschiede Zellwand aus Cellulose Plastiden(für Fotosynthese => Chlorplast Zellsaftvakuole (Speicherung gelöster stoffe)
• zentrale Aussagen zur Zelle -> alle Lebewesen sind aus Zellen und ihren produkten aufgebaut -> Alle Zellen stimmen in wesentlichen Strukturen, Baustoffen und Funktionen überein -> Die Leistungen der Lebewesen beruhen auf den Leistungen ihrer Zellen und ihrem Zusammenwirken
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• Protocyte (Prokaryotische Zellen) Merkmale Plasmide(keine extrachromosomale) Pili (Anheftung an Oberflächen oder anderen zellen) Flagellen (Fortbewegung) Ribosome ( Proteinbiosynthese) Zellwand aus Murein (Makromolekül aus Zucker und Peptiden) Reservestoffe kein Zellkern keine Zellorganellen mit Membran Zellmembran (mehrschichtig) Nucleotid(ringförmiges Bakteríenchromosom)
• Gestalt von Zellen - prosenchymatische Zellen - isodiametrisch zellen - kugelige Zellen
• Unterschiede Protocyte vs Eucyte Protocyte: kleiner und einfacher kein Zellkern Plasmide(kleine ringförmigen DNA-Moleküle) kein Zellzyklus sondern DNA Republikation unmittelbar vor der Zellteilung Vermehrung durch zentripetaler Wandbildung(einfacher) keine dauerhaft echte Kompartimentierung(keine Plastiden,Mitochondrien, ER und Dictiosome
• Protoplast gesamter von der Zellmembran umhüllter Raum mit allen darin befindlichen Organellen   Cytoplasma             Selfassembly-system (keine Membran) -cytoskelett -Ribosome kleine Organellen (umgeben von einfacher Membran) - ER - Dictyosome mit Golgi-Vesikeln große Organellen (umgeben von doppelter ´Membran/ Biomembran) -nucleus -Plastiden -Mitochondrien
• Apoplast Raum außerhalb der Protoplasten (Gesamtheit aller Zellwände und Interzellularraum)
• Symplast Gesamtheit aller Protoplasten eines pflanzlichen Organismus mittels Plasmodesmen durch Tüpfel verbunden
• Eigenschaften Biomembran - Membranen grenzen einen Innenraum lückenlos ab - entstehen nicht de novo (von neuem) - Membranen kontrollieren Influx(Transport in die Zelle) und Efflux (Transport aus der Zelle) - Membranfluss(ständiger Austausch) mit ER-> Vesikel-> Dictyosome-> Vesikel-> Plasmamembran - Abgrenzung des Protoplasten nach außen zur Zellwand(=Plasmalemma) -Abgrenzung des Protoplasten nach innen zur Vakuole (=Tonoplast) - Membran sind dynamische Systeme (Plasmalemma, ER,Kernhülle, Dictyosome, Vakuole, kleine Vesikel,äußere Membran von Mitochondrien und Plastiden) -geschlossene Gebilde mit endlicher Fläche
• Aufbau Biomembran ! 2 Molekulare Schichten von Phospholipiden aufgebaut nach außen hydrophiler(gut wasserlöslich) Bereich nach innen lipophiler Bereich an einer Außenfläche sitzend: periphere Proteine (Carrier) durch die gesamte Membran: intregrale Translokatoren und Tunnelproteine - Biomembran besitzen eine zähflüssige Konsistenz mit hoher Beweglichkeit der Lipide und Proteine innerhalb der Membran(fluid-mosaic-model)
• Vakuole Merkmale entstehen aus Vesikeln des ER´s/ junge Zellen:kleine Vakuole leer bzw gefüllt mit wässrigem Zellsaft V. nimmt mehr als 90% des zellvolumens ein kleinere Vakuole verschmelzen in der ausgewachsenen Zelle zu einer großen Zentralvakuole Der selektiv permeable Transport trennt den Vakuolen Inhalt vom umgebenden Cytoplasma
• Aquaporinen Wasserporen- Wasser kann durch die Biomembran in beide Richtungen 
• Osmose Diffusion durch eine selektiv permeable Membran Vom Ort höherer Konzentration zum Ort niedrieger Konzentration kann durch Temperatur beeinflusst werden
• Plasmolyse Wasserabgabe aus der Vakuole stärker konzentriert=hypertonische Lösung (Konzentration der Lösung höher als Konzentration des Zellsaftes(Lösung mit höherem osmotischen Potenzial)
• Deplasmolyse Wasseraufnahme in die Vakuole schwächer konzentriert = hypotonische Lösung (Konzentration der Lösung geringer als Konzentration Zellsaft(Lösung mit niedrigem osmotischen Potenzials)) z.B destilliertes Wasser
• Protoplast kleinste Selbstständig lebensfähige morphologische Einheit d.h. den plasmatischen Inhalt der Zelle von der Zell o. Plasmamembran lückenlos umgeben besteht aus : Cytoplasma, Großorganellen,Kleinorganellen, und Selfassembly-Strukturen
• Zellkern Merkmale DNA um Histone Chromatin= Chromosome begrenzte Lebenszeit kann aus sich selbst hervorgehen(Mitose) Kernskelett
• Zellkern Kernporen umgeben von Doppelmembran Kernhülle mit ER verbunden -> Karyolymphegerüst Steuerung der Proteinbiosynthese Weitergabe der Erbinformation kugel-linsenförmig lichtmikroskopisch sichtbar größtest Zellorganell enthält genetische Information: Genom mehere Kernkörperchen (Nucleoli) pro Kern (Synthese von Vorstufen der ribosomalen RNA-> Bindung der ribosomalen RNA an Proteine
• isotonische Lösung gleiche Konzentration wie Zellsaft
• Chromosome für Mitose:kompakte Transportformdes Chromatins kontrahierte,stabförmige,geknickte Chromatin Moleküle Verengungstelle= Centromer(hier befinden sich Kinetochor) Gesamtheit der Chromosome= Chromosomensatz
• polyploid unterbleibt die Kernteilung...-> kerne werden polyploid= mehrfacher Chromosomensatz
• polyenergid unterbleibt die Zellteilung---> Zellen werden polyenergid= vielkernig
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• Plastiden Entwicklung Plastiden entstanden aus Endosymbiose                        Etioplast  =>  Chloroplast Proplastid  =>                =>   Chloroplast=> Chromoplast                                        =>   Leucoplast => Amyloplast,Proteinoplast,Elaioplast
• Plastiden Zellorganell Fotosynthese nur in Pflanzenzellen innere und äußere Plastidenmembran (Doppelmembran) innere Membran zur Vergrößerung der reaktiven Oberfläche ins Innere des Plastiden ausgeformt Unterformen sind: Chloroplasten, Leukoplasten, Chromoplasten
• Chloroplasten Entwicklung mit Licht Differenzierung der Plastiden. Stärke Lipidtröpchen Stromathylakoid Ribosom DNA Granum
• Leukoplasten vor allem in Speicherorganen Bildung von Reservestärke => Amyloplasten(Eiweißspeicher), Proteinoplasten(Speicher für fette und Öle), Elaioplasten
• Chromoplast fotosynthetisch nicht aktiv zur Färbung von Pflanzen Organen - gelb,rote Früchte und Wurzeln(Karotte) => Ausbreitung - gelbe,rote Kronblätter => Bestäubung
• Mitochondrien Aufgaben Innenraum => von Matrix erfüllt => Enzyme des Pyruvat und Fettsäuren oxidation=> Enzyme des Citronensäurezyklus innere Membran => Enzyme der Atmungskette=> Enzyme der oxidativen Phospholierung=> AtP-Synapsen=>Protonenpumpe Intermembranraum=> wässrig mit hoher Protonenkonzentration äußere Membran-> Enzyme des Fettstoffwechsels Transformation chemischer/Energiereicher Verbindungen in ATP-> Citronensärezyklus, Atmungskette-> oxidativer Fettsäreabbau
• Mitochondrien Merkmale nur im EM sichtbar kugel-walzenförmig eigene ringförmige Mitochondrien DNA umgeben von einer Doppelmembran innere Membran: starke Oberflächenvergrößerung
• Dictyosome (Golgi-Apparat) Aufgaben Transportsystem Aufbau der Biomembran Glykolisierung Konzentration von Sekretstoffen bei unterschiedlicher Enzymasustattung die abgewandte Seite löst sich netzförmig auf => es entstehen Golgi-Vesikel (Sekretionsseite) die seite die dem ER zugewandt ist enthält Transvesikel des ER (Bildungsseite) Extrusion/ Exocytose Beiteiligung an der Zellwandbildung Neubildung aus dem ER Zisternen mit abgeschnürten Vesikeln
• Dictyosome Merkmale umgeben von einfacher Membran alle Dictyosome = Golgi-Apparat scheibenförmige Membran- umgebende Hohlräume(Zistern)= Dictyosome enger Kontakt mit ER
• Endoplasmatisches Retikulum (ER) Aufbau der Kernhülle katalytisch wirksame Enzyme in der Membran an plasmatischer Seite der Membransynthese von Phospholipidmolekülen => Vergrößerung der Membran => Membranfluss einfache Membran als Begrenzung Netzwerk embranumgrenzter,sackartiger röhrenförmiger Zistern(mit Flüssigkeit gefüllte Hohlräume)
• Ribosome nur sichtbar im EM selfassembly-System(selbstorganisation) festgelegte Anzahl aus Proteinen und Nucleinsäure größerer Ribosomen-Typ, kleinerer Ribosomen-Typ mit Mitochondrien und Plastiden außerhalb des Kerns meist ans raue ER gebunden(Proteine der gebundenen Ribosome werden in ER Membran gebunden oder ins lumen eingeschleust) verschieden große Untereinheiten die nur bei der Proteinbiosynthese zusammenlagern Ort der Proteinbiosynthese
• Cytosome Sammelbegriff für kleinste vom ER o Dictyosome gebildete  Struktur(diverse Enzymaustattung) -Lysosomen (Hydrolasen zum Abbau von Makromolekülen; können sich auch selbstverdauen Autolyse) -Sphärosomen oder Oleosomen (Lipide enthalten Membran umgebende Vesikel) -Microbodies : Peroxisomen (z.B H202 spaltende Katalaysen), Glycosomen Mobelisierung gespeicherter Lipide Umbau zu Kohlenhydraten)
• Zellwand aus Polysaccariden Zellwand aus 3 Schichten starre Zellwand nur bei Pflanzen und Pilzen ZW umschließt den ganzen Protoplasten verleiht Festigkeit und Form= Exoskelett gehört zum Apoplasten(Abscheidungsprodukt des Protoplasten) cellulose Fibrillen -> Wandbildende Substanzen: Pectinstoffe,Hemicellulosen,Glykoproteine
• 3 Schichten der Zellwand Mittellamelle: sehr dünne Schicht zwischen ZW und benachbarten Zellen(Pectin) Primärwand: elastischer Wiederstand gegen Tugordruck  des zellinhaltes. Auftreten primärer Tüpfelfelder Sekundärwand: dicker als Primärwand, lamellenartige Struktur ZW neben Grundsubstanz ca 90% Cellulose, Mikrofibrillen zu Makrofibrillen verbunden, fasertextur (Fasern in Längsrichtung) Schraubentextur8fasern schraubig)
• Endosymbiontentheorie Eukaryoten entstanden-> Prokaryotische Vorläuferorganismen einer Symbiose eingegangen sind (Phagozytose(aktive Aufnahme einer Zellen)) wurden aber nicht verdaut. Haben sich dann zu Zellorganellen entwickelt Argumente: Zwischenformen von Eucyte und Procyte fehlen; Mitochondrien & Plastiden auffällig ähnlich; Mitochondrien & Plastiden ursprünglich selbstständig e Prokaryoten; gibt zahlreiche Modelle für Endosymbiose
• Cytologie Bedeutung für Landwirtschaft und Ernährung ! Zellen sund die Struktur sämtlicher Organismen- Organismus kann auch aus einer einzigen Zelle bestehen Landwirtschaft: Düngung, Versalzung, Bewässerung in ariden Gebieten, Produkqualität und Menge Ernährung: Ballastoffe, Kohlenhydrate, Proteine, Fette
• Mitose grob Kernteilung= Mitose Zellzyklus: Mitose(Prophase,Metaphase,Anaphase,Telophase) + Interphase (G1-Phase,S-Phase,G2-Phase)
• Prophase 1. Phase der Mitose Anordnungcorticaler Mikrotubuli, dadurch Festlegung der Äquatorialebene starke kondensation der Chromosome => Chromosome individuell erkennbar Zerfallen der Kernhüle in einzelne Zistern Zerfall der Nucleoli Aufbau des Spindelapparates(aus Mikrotubuli, die senkrecht zur Äquatorialebene verlaufen an den Polkappen der Zellen
• Metaphase 2. Phase der Mitose maximale Kondesation des Chromatins längs verlaufende Trennung der Chromatiden bis hin zum Centromer Verlagerung der Chromosme ur Äquatorialebene Centromer mit Kinetochoren im Zelläquator Chromosomenarme zeigen polwärts aus der Äquatorialebene Mikrotubuli des Spindelapparates setzt an Kinetochoren an
• Anaphase 3. Phase der Mitose Teilung der Centromere Chromatiden nun vollständig voneinander getrennt(aus zwei-chromatid Chromosome wurden Ein-Chromatid-Chromosome) durch Verkürzung der Mikrotubulli, Transport der Chromatiden zu den Spindelporen Ein-Chromatid Chromosome werden nun als Tochterchromosom bezeichnet Auseinanderweichen der Spindelpole

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