1. Wieso trägt Plastochinon zur Ansäuerung des Thylakoidlumens während der Photosynthese bei (bitte mit Zeichnung)?

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1 1. Wieso trägt Plastochinon zur Ansäuerung des Thylakoidlumens während der Photosynthese bei (bitte mit Zeichnung)? - Plastochinon nimmt 2 Elektronen auf der Stromaseite von PSII auf, wobei auch 2 H + aufgenommen werden. Nach Diffusion durch die Thylakoidmembran werden die Elektronen auf der Lumenseite an den Cytochrom-b6f-Komplex abgegeben, wobei die Protonen im Lumen akkumulieren.

2 2. Warum wirkt Ammonium in erhöhter Konzentration toxisch? Beschreiben Sie dies z.b. am Beispiel von Chloroplasten (mit Zeichnung!) - NH4 + + NH3 liegen im Gleichgewicht - NH3 kann Membranen leicht permeieren und zu NH4 + protoniert werden. Dies baut den ΔpH ab und wirkt daher entkoppelnd. (Zeichnung siehe Vorlesung)

3 3. Chlorophyll ist streng membranständig. Wie liegt es in der Thylakoid-Membran vor, als freies Molekül oder in besonderer Anordnung? Begründen Sie Ihre Aussage! Chlorophyll ist hydrophob (Phytolrest.) und in LHC s (light harvesting complex oder Lichtsammelfallen) mit Proteinen und weiteren Pigmenten assoziiert.

4 4. a) Wieso muß der Triosephosphat-Translokator in einer eng gekoppelten 1:1-Stöchiometrie arbeiten? b) Was geschieht hinsichtlich der Photosyntheseleistung wenn zu isolierten Chloroplasten große Mengen Pi gegeben werden? a) Wenn weniger Pi importiert als TP exportiert wird, verarmt der Choroplast an Pi und kann nicht mehr ausreichend ATP aus ADP synthetisieren, die Phosotynthese kommt zum erliegen. b) Wird aufgrung hoher extraplastidärer Pi-Konzentrationen viel TP gegen Pi getauscht verarmt der Plastid an TP und die Regeneration von Ribulose 1,5 bp kommt zum erliegen, damit auch die PS

5 5. Was versteht man unter Chloroplastendimorphismus, wo tritt er auf und was kann man über das Verhältnis PS I/PS II der entsprechenden Chloroplasten sagen? C4-Photosynthese, Mesophyllzellen mit Stroma und Grana Thylakoiden, Bündelscheidenzellen erzeugen keinen Sauerstoff um die CO2-Fixierung möglichst effizient zu gestalten, daher besitzen sie kein PSII und auch keine Grana Thylakoide

6 6. Nennen Sie 4 Funktionen von Vakuolen und welche Mechanismen dazu beitragen, dass die Vakuole energetisiert ist (i) z.b. Zuckerspeicher Nährelementspeicher Turgorregulation Kaliumspeicher Wasserhaushalt Detoxifizierungsprozesse (ii) V-ATPase PPiase

7 7. Wo spielen Phytosiderophore eine Rolle? Gibt es einen wesentlichen Unterschied bei der Aufnahme von Eisen zwischen Dikotyledonen und Monokotyledonen? - Phytosiderophoren werden bei Monokotyledonen ausgeschieden (z.b. Nicotinamide) und chelatieren Fe 3+. Monokotyledone reduzieren Fe 3+ in der Pflanzenzelle (da es mit den Phytosidophoren aufgenommen wird), während Dikotyledone Fe 3+ zu Fe 2+ auf der Außenseite der Wurzelzelle reduzieren (induzierbare Fe-Reduktase).

8 8. Was ist ein Nod-Faktor, wie wirkt er und warum erkennt Nod-D konservierte Domänen in verschiedenen Promotoren? - Nod-Faktoren sind z.b. Lipo-Oligo-Saccharide, die von Rhizobien abgegeben werden, nachdem sie Kontakt mit der Wurzel hatten. Nod-Faktoren induzieren die Krümmung des Wurzelhaars. Die Synthese der Nod-Faktoren erfolgt über verschiedene Enzyme, diese müssen konzertiert synthetisiert werden, daher muß Nod-D alle entsprechenden Gene aktivieren.

9 9.) Wie kommt es zur nächtlichen Äpfelsäurespeicherung in CAM- Pflanzen? Beschreiben Sie die Herkunft des nächtlichen CO2-Akzeptors, die nächtliche Carboxylierungsreaktion und warum zum Morgen wieder die CO2- Aufnahmeleistung bei vielen CAM-Pflanzen abnimmt. Der nächtliche CO2 Akzeptor ist Phosphoenolpyruvat. PEP wird aus Triosephosphat hergestellt, welches aus dem Stärkeabbau im Chloroplasten stammt. Der CO2 Akzeptor PEP wird durch die PEP-Carboxylase zu Oxalacetat umgesetzt und dabei CO2 vorfixiert. Das gebildete OAA wird nachfolgend zu Malat umgewandelt, welches in der Vakuole gespeichert wird. Die Vakuole wird durch eine V-ATPase energetisiert, zum Ende der Nacht reicht die Energie zur weiteren Äpfelsäureakkumulation nicht aus. Das nun zytosolisch erscheinende Malat hemmt zunehmend die PEP-Carboxylase.

10 10. Was geschieht mit den Gehalten an Rub1,5 bisp und 3-PGA wenn a) durch Stomataschluss kein Co2 zur Verfügung steht b) durch Verdunkelung kein Elektronentransport durch die Photosysteme stattfindet? a) Rub 1,5 bisp steigt an, 3-PGA sinkt a) Rub 1,5 bisp sinkt, 3-PGA steigt an b) Rub 1,5 bisp steigt an, 3-PGA sinkt b) Rub 1,5 bisp sinkt, 3-PGA steigt an