Reaktion Pflanzen Unter Wasserstress at Universität Hohenheim | Flashcards & Summaries

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Lernmaterialien für Reaktion Pflanzen unter Wasserstress an der Universität Hohenheim

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TESTE DEIN WISSEN

Welche Typen von WUE lassen sich unterscheiden? 

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Produktivität auf Systemebene (Rainfall use efficiency, agronomic water use efficiency): Ertrag/Input

Produktivität der Evapotranspiration (PET, water use efficiency): Ertrag/ET

Produktivität der Transpiration (transpiration efficiency): Ertrag/Transpiration

Intrinsische/physiologische WUE: CO2fixiert/Transpiration

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Welcher Art ist die Beziehung zwischen ET und Biomasseproduktion? Wie verändert sich die Beziehung bei höherer WUE? 

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Je höher die Evapotranspiration ist (also auch je mehr Wasser vorhanden ist, das evaporiert/transpiriert werden kann), desto mehr Biomasse kann die Pflanze produzieren. Die Funktion hat aber einen x-Achsenabschnitt, weil auch natürlich auch Evapotranspiration passiert, bevor ein Zuwachs an Biomasse zu erkennen ist (Erhaltungsbedarf). Die Funktion ist außerdem eine Sättigungskurve.

Bei höherer WUE mehr Biomassezuwachs bei weniger Evapotranspiration, steilere Slope

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Welche Funktionen von Photosynthese kennen Sie? 

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Grundlage der NPP

Bereitstellung von Reduktions- und Energieäquivalenten für alle Stoffwechselwege

stellt O2 zur Verfügung

Bereitstellung von Energie für nicht autotrophe Organismen

wichtige Rolle im globalen Kohlenstoffkreislauf (bindet CO2 in organische Substanz) 

Beeinflussung des globalen und regionalen Wasser- und Wärmehaushalts

 

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Erklären Sie den Zusammenhang zwischen NPP und Niederschlagsmenge, achten Sie auf Achsenabschnitte 

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Je mehr Niederschlag es gibt, desto höher ist die NPP. Die Funktion hat einen x-Achsenabschnitt, da sie erst einmal Wasser braucht, um Stoffwechsel für den Erhaltungsbedarf zu betreiben und es ja um die Nettoprimärproduktion geht. Es handelt sich um eine Sättigungskurve, da auch andere Faktoren limitierend wirken und außerdem zu viel Wasser auch zum Problem wird (Überstauung), dann würde die NPP wieder sinken.

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Welchen positiven Effekt hat die Chlorophyllfluoreszenz bei Pflanzen unter Stress? 

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Bei Trockenstress scheint die photosynthetische Effizienz der Pflanzen zu steigen, sie haben eine kleinere Blattfläche und einen höheren Chlorophyllgehalt.

 

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In welche Teilschritte lässt sich die Dunkelreaktion gliedern und was ist das Primärprodukt?

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Fixierung von CO2 (Carboxylierung) – 3-Phosphoglycerat

Reduktion – Glycerinaldehyd-3-phosphat (Assimilationsgewinn)

Regenerierung von Ribulose-1,5,-bisphosphat – Ribulose-1,5-bisphosphat

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Wie wirkt Überflutungsstress auf die Pflanze? 

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- Ohne O2 sind die Mikroorganismen im Boden gezwungen, alternative Elektronen-Akzeptoren zu reduzieren (NO3, MnO2, Fe(OH)3, SO4, CO2). Viele der reduzierten Verbindungen sind toxisch:

Mangan-Toxizität auf überstauten sauren Böden mit vielen Manganoxiden

Eisen-Toxizität: große Mengen an Fe2 führen in der Pflanze zur Bildung von Sauerstoffradikalen, die Membranlipide peroxidieren und Proteine schädigen.

- Da die meisten Zellen unter hypoxischen Bedingungen auf einen anaeroben Metabolismus umstellen, somit die oxydative Phosphorylierung aussetzt und der Citrat-Zyklus nicht funktioniert, wird ATP nur noch über Gärung produziert. Die Protonen-übertragenden ATP-asen in der Plasmamembran verringern ihre Aktivität aufgrund von ATP-Mangel, was bei gleichzeitiger Akkumulation von Laktat aus der Milchsäuregärung zur Versauerung des Cytoplasmas führt. Wenn der pH-Wert sinkt, wird die Laktat-DH inhibiert und der Gärungsstoffwechsel geht zur alkoholischen Gärung, was zur Akkumulation von giftigem Ethanol führt.

- Wachstumsreduktion durch verminderte Energieausbeute bei der Dissimilation

- Zerstörung der Mitochondrien

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Was ist eine homoiohydrische Pflanze?

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Pflanzen, die ihren Wasserhaushalt weitgehend unabhängig von der Atmosphäre auf einem relativ gleichmäßig hohen Niveau aufrechterhalten können. Dies bedarf bestimmter Regulierungsmechanismen.

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Welche Aufgaben übernimmt Wasser in der Pflanze? 

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Dient als Strukturelement (80-90% in krautigen Pflanzen und 50% in holzigen) 

Motor der Zellstreckung: Wasseraufnahme in die Vakuole erhöht den Turgordruck, der gegen die angrenzenden Zellwände drückt und so die Zelle streckt

Lösungsmittel für org. und min. Nährstoffe und Gase, Transport dieser Moleküle

Stellt die Elektronen und Protonen für die Lichtreaktion der Photosynthese

Wird in diversen Hydrolyse-Reaktionen verwendet

Kühlung – Transpiration ist wichtig für die Ableitung von Hitze, insbesondere bei exponierten Blättern

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Wie kann man die Photosyntheseleistung von Pflanzen messen?

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Gaswechselmessung: Messung von GH2O und Ci

GH2O – total water vapor conductance [mmol m-2 s-1]

Ci – interzelluläre CO-Konzentration

VPD – (air-to-leaf-) vapor pressure deficit

E= Transpirationsrate

Ca= atmosphärische CO2-Konzentration

Ausrechnen von GH2O:

E = (air-to-leaf-)VPD × GH2O -> GH2O = E/VPD

  1. Ausrechnen von GCO2:

Wasserdampf ist leichter und diffundiert schneller als CO2, deshalb anhand des Verhältnisses:

GCO2 = GH2O/1,56

  1. Ausrechnen von Ci:

Die treibende Kraft ist hier der Konzentrationsgradient Ca-Ci , Leitfähigkeit haben wir schon ausgerechnet, die Flussdichte ist (Ca-Ci)×Leitfähigkeit -> nach Cauflösen:

C= (Ca× GCO2-(Ca-Ci)×Leitfähigkeit)/GCO2

Von der interzellulären CO2-Konzentration kann man auf die Photosyntheserate schließen.

Man kann auch die Assimilationsrate messen ( wie viel COwird fixiert?)

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Wie manipuliert die Pflanze die Öffnungsweite der Stomata? 

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Hydroaktiv kann die Pflanze sie Stomataweite durch aktive Veränderung des osmotischen Potenzials in den Schließzellen manipulieren. Sie akkumuliert osmotisch wirksame Substanzen (Kalium) in den Schließzellen, wodurch sich das osmotische Potenzial verringert und Wasser nachfließt, bis das hydrostatische Druckpotenzial ansteigt. So erhöht sich der Turgor und die Form der Schließzellen (versteifte Zellwände auf der Porenseite und unelastische, radial orientierte Cellulose-Mikrofibrillen) sorgt für die Öffnung der Pore.

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Welche Gase werden über die Stomata mit der Atmosphäre ausgetauscht? 


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CO2, O2, Wasserdampf?

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Beispielhafte Karteikarten für deinen Reaktion Pflanzen unter Wasserstress Kurs an der Universität Hohenheim - von Kommilitonen auf StudySmarter erstellt!

Q:

Welche Typen von WUE lassen sich unterscheiden? 

A:

Produktivität auf Systemebene (Rainfall use efficiency, agronomic water use efficiency): Ertrag/Input

Produktivität der Evapotranspiration (PET, water use efficiency): Ertrag/ET

Produktivität der Transpiration (transpiration efficiency): Ertrag/Transpiration

Intrinsische/physiologische WUE: CO2fixiert/Transpiration

Q:

Welcher Art ist die Beziehung zwischen ET und Biomasseproduktion? Wie verändert sich die Beziehung bei höherer WUE? 

A:

Je höher die Evapotranspiration ist (also auch je mehr Wasser vorhanden ist, das evaporiert/transpiriert werden kann), desto mehr Biomasse kann die Pflanze produzieren. Die Funktion hat aber einen x-Achsenabschnitt, weil auch natürlich auch Evapotranspiration passiert, bevor ein Zuwachs an Biomasse zu erkennen ist (Erhaltungsbedarf). Die Funktion ist außerdem eine Sättigungskurve.

Bei höherer WUE mehr Biomassezuwachs bei weniger Evapotranspiration, steilere Slope

Q:

Welche Funktionen von Photosynthese kennen Sie? 

A:

Grundlage der NPP

Bereitstellung von Reduktions- und Energieäquivalenten für alle Stoffwechselwege

stellt O2 zur Verfügung

Bereitstellung von Energie für nicht autotrophe Organismen

wichtige Rolle im globalen Kohlenstoffkreislauf (bindet CO2 in organische Substanz) 

Beeinflussung des globalen und regionalen Wasser- und Wärmehaushalts

 

Q:

Erklären Sie den Zusammenhang zwischen NPP und Niederschlagsmenge, achten Sie auf Achsenabschnitte 

A:

Je mehr Niederschlag es gibt, desto höher ist die NPP. Die Funktion hat einen x-Achsenabschnitt, da sie erst einmal Wasser braucht, um Stoffwechsel für den Erhaltungsbedarf zu betreiben und es ja um die Nettoprimärproduktion geht. Es handelt sich um eine Sättigungskurve, da auch andere Faktoren limitierend wirken und außerdem zu viel Wasser auch zum Problem wird (Überstauung), dann würde die NPP wieder sinken.

Q:

Welchen positiven Effekt hat die Chlorophyllfluoreszenz bei Pflanzen unter Stress? 

A:

Bei Trockenstress scheint die photosynthetische Effizienz der Pflanzen zu steigen, sie haben eine kleinere Blattfläche und einen höheren Chlorophyllgehalt.

 

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In welche Teilschritte lässt sich die Dunkelreaktion gliedern und was ist das Primärprodukt?

A:

Fixierung von CO2 (Carboxylierung) – 3-Phosphoglycerat

Reduktion – Glycerinaldehyd-3-phosphat (Assimilationsgewinn)

Regenerierung von Ribulose-1,5,-bisphosphat – Ribulose-1,5-bisphosphat

Q:

Wie wirkt Überflutungsstress auf die Pflanze? 

A:

- Ohne O2 sind die Mikroorganismen im Boden gezwungen, alternative Elektronen-Akzeptoren zu reduzieren (NO3, MnO2, Fe(OH)3, SO4, CO2). Viele der reduzierten Verbindungen sind toxisch:

Mangan-Toxizität auf überstauten sauren Böden mit vielen Manganoxiden

Eisen-Toxizität: große Mengen an Fe2 führen in der Pflanze zur Bildung von Sauerstoffradikalen, die Membranlipide peroxidieren und Proteine schädigen.

- Da die meisten Zellen unter hypoxischen Bedingungen auf einen anaeroben Metabolismus umstellen, somit die oxydative Phosphorylierung aussetzt und der Citrat-Zyklus nicht funktioniert, wird ATP nur noch über Gärung produziert. Die Protonen-übertragenden ATP-asen in der Plasmamembran verringern ihre Aktivität aufgrund von ATP-Mangel, was bei gleichzeitiger Akkumulation von Laktat aus der Milchsäuregärung zur Versauerung des Cytoplasmas führt. Wenn der pH-Wert sinkt, wird die Laktat-DH inhibiert und der Gärungsstoffwechsel geht zur alkoholischen Gärung, was zur Akkumulation von giftigem Ethanol führt.

- Wachstumsreduktion durch verminderte Energieausbeute bei der Dissimilation

- Zerstörung der Mitochondrien

Q:

Was ist eine homoiohydrische Pflanze?

A:

Pflanzen, die ihren Wasserhaushalt weitgehend unabhängig von der Atmosphäre auf einem relativ gleichmäßig hohen Niveau aufrechterhalten können. Dies bedarf bestimmter Regulierungsmechanismen.

Q:

Welche Aufgaben übernimmt Wasser in der Pflanze? 

A:

Dient als Strukturelement (80-90% in krautigen Pflanzen und 50% in holzigen) 

Motor der Zellstreckung: Wasseraufnahme in die Vakuole erhöht den Turgordruck, der gegen die angrenzenden Zellwände drückt und so die Zelle streckt

Lösungsmittel für org. und min. Nährstoffe und Gase, Transport dieser Moleküle

Stellt die Elektronen und Protonen für die Lichtreaktion der Photosynthese

Wird in diversen Hydrolyse-Reaktionen verwendet

Kühlung – Transpiration ist wichtig für die Ableitung von Hitze, insbesondere bei exponierten Blättern

Q:

Wie kann man die Photosyntheseleistung von Pflanzen messen?

A:

Gaswechselmessung: Messung von GH2O und Ci

GH2O – total water vapor conductance [mmol m-2 s-1]

Ci – interzelluläre CO-Konzentration

VPD – (air-to-leaf-) vapor pressure deficit

E= Transpirationsrate

Ca= atmosphärische CO2-Konzentration

Ausrechnen von GH2O:

E = (air-to-leaf-)VPD × GH2O -> GH2O = E/VPD

  1. Ausrechnen von GCO2:

Wasserdampf ist leichter und diffundiert schneller als CO2, deshalb anhand des Verhältnisses:

GCO2 = GH2O/1,56

  1. Ausrechnen von Ci:

Die treibende Kraft ist hier der Konzentrationsgradient Ca-Ci , Leitfähigkeit haben wir schon ausgerechnet, die Flussdichte ist (Ca-Ci)×Leitfähigkeit -> nach Cauflösen:

C= (Ca× GCO2-(Ca-Ci)×Leitfähigkeit)/GCO2

Von der interzellulären CO2-Konzentration kann man auf die Photosyntheserate schließen.

Man kann auch die Assimilationsrate messen ( wie viel COwird fixiert?)

Q:

Wie manipuliert die Pflanze die Öffnungsweite der Stomata? 

A:

Hydroaktiv kann die Pflanze sie Stomataweite durch aktive Veränderung des osmotischen Potenzials in den Schließzellen manipulieren. Sie akkumuliert osmotisch wirksame Substanzen (Kalium) in den Schließzellen, wodurch sich das osmotische Potenzial verringert und Wasser nachfließt, bis das hydrostatische Druckpotenzial ansteigt. So erhöht sich der Turgor und die Form der Schließzellen (versteifte Zellwände auf der Porenseite und unelastische, radial orientierte Cellulose-Mikrofibrillen) sorgt für die Öffnung der Pore.

Q:

Welche Gase werden über die Stomata mit der Atmosphäre ausgetauscht? 


A:

CO2, O2, Wasserdampf?

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