Universität Potsdam. Bachelor Lehramt Sekundarstufe I/II Biologie. Vorlesung 1: Einführung

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1 1. Chloroplasten die Orte der eukaryotischen Photosynthese Plastiden (engl. plastids) kommen in allen grünen Zellen von Algen, Moosen und Gefäßpflanzen als chlorophyllhaltige Chloroplasten vor Organellen der Photosynthese. o Umwandlung der Lichtenergie in E chem erfolgt an komplexen Membransystemen (gebildet durch chlorophyllhaltigen Membranzisternen) Entstehung von: Adenosintriphosphat o E chem wird durch Abspaltung des endständigen dritten Phosphatrests frei o für energieverbrauchende Reaktionen Entstehung: Endosymbiose (Cyanobakteriums eukaryotische Zelle) 2. Die vier Hauptproteinkomplexe der Thylakoidmembran Entstehen durch Membraneinstülpungen der inneren Chloroplastenmembran o Bestandteile: Lumen umhüllt durch Membran mit Lichtsammelkomplexen o ph-wert: ca. 4

2 3. Die Licht- und Dunkel -(Kohlenstoff)-Reaktionen der Photosynthese in den Chloroplasten der Landpflanzen Lichtgetriebene Reaktionen o Dunkle -Reaktionen laufen nicht im Dunklen ab reduzieren CO 2-Zucker für Pflanzen zum Wachsen und für uns zum Nutzen der Pflanzen CO 2 4. Der Calvin-Benson Zyklus Prinzip: o zyklische Folge chem. Umsetzungen o CO 2 Glucose reduziert und assimiliert o Wer? und Wo?: Selbstständig in C3-Pflanzen mit zusätzlichen Reaktionen in allen anderen photoautotrophen Lebewesen ist deren Dunkelreaktion.

3 5. Haushalt von Stickstoff, Schwefel und Phosphor Extrem wichtig in der Agrarwirtschaft Bekannte Pflanzen: Zuckerrübe, Raps N 2 kann durch Pflanzen nicht fixiert werden Fixierung von N 2 durch bakterielle Symbionten Bakterielle Symbionten: o Oxidieren eine oder verschiedene reduzierte oder teilweise reduzierte Schwefelverbindungen (z.b. H2S, S0, S2O32, SO32 ) 6. Wasser, Wasserpotential, Wassertransport Xylem- und Phloemtransport (siehe Allgemeine Botanik) o Transportgeschwindigkeit (V) hängt ab vom Transportwiderstand im Gefäß und dem Druckgradienten V = r2 / 8 η x ΔP / Δx r = Gefäßradius η = Dichte des Xylemsafts (ca. Wasser) ΔP = Druckunterschied Δx = Streckenänderung 7. Die pflanzlichen Zellwandpolymere

4 8. Licht, Fotorezeptoren und Entwicklung Fotorezeptor bei Pflanzen: o Vermittlung von Informationen über Lichtqualität und -quantität der Umwelt o Phytochrome: messen Verhältnis aus hell- und dunkelrotem Licht Steuerung von Wachstums- und Entwicklungsvorgänge (Samenkeimung, Ergrünung, Blüteninduktion) Cryptochrome: Perzeption von Blaulicht durch, die ebenfalls an der Photomorphogenese (Gesamtentwicklung der Pflanze durch Licht) Phototropine (Zuwendung der Blattflächen zum Licht) Entdeckt durch Charles und Francis Darwin o Sie folgerten, dass ein Wachstumsfaktor durch Licht induziert in der Spitze gebildet wird, weiter nach unten transportiert wird und an der Licht-abgewandten Seite das Krümmungswachstum induziert. Circadiane Rhythmik (Innere Uhr der Pflanzen): o Bestimmt Blattausrichtung, Blattspannung etc. 9. Wurzelgravitropismus/Hormone Pflanzenbewegung und Hormone Gravitropismus: o Krümmungs-Bewegung festsitzender Pflanzen/Pflanzenorgane Grund: Schwerkraft Folgen: Sprosse (Sproß, Sproßachse) wachsen negativ gravitrop Wurzeln positiv gravitrop Diageotropismus (viele Organe nehmen davon abweichende, aber festgelegte Orientierungen an)

5 Beispiele für Hormone: Auxin Cytokinin Reifungshormon Abscisinsäure Hemmt vorzeitige Samenkeimung