Pflanzenphysiologie 3 an der Universität Hamburg

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Einbau des Ammoniums in Aminosäuren

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Nitritassimilation

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Stickstoffkreislauf

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C4-Photosynthese

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C3-Photosynthese

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Gibberelin

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Cry 1

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Phy B

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Phy A

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Blaulichtrezeptoren

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Rotlichtrezeptoren

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Pflanzenphysiologie 3

Einbau des Ammoniums in Aminosäuren

1. Freies Amonium wird an die aktive Seitenkette der Aminosäure Glutamat gebunden

2. Das Ammonium wird anschließend auf die Keto-Grupe von
a-Ketoglutamat übertragen, wodurch Glutamin entsteht (Glutaminsynthese unter ATP-Verbrauch)

3. Glutamin kann durch die Glutamatsynthetase unter Oxidation vo 2 Ferrodoxin wieder zu Glutamat oder a-Ketoglutamat umgewandelt werden
-> BASTA hemmt die Proteinbiosynthese, da es dem Zwischenschritt derGlyutamatsynthese ähnelt, aber nicht in Glutamin umgesetzt werden kann

Pflanzenphysiologie 3

Nitritassimilation

1. Aufnahme des Nitrats aus dem Boden
2. Verteilung des Nitrats in derPflanze
3. Aufnahme in das Cytoplasla von Zellen, das vorübergehend in der Vakuole gespeichert werden kann
4. Reduktion des Nitrats zu Nitrit durch Nitratreduktase
5. Transport des Nitrits in den Plastiden
6. Reduktion des Nitrits zu Ammonium durch Nitritreduktase
7. Einbau in Aminosäuren

Pflanzenphysiologie 3

Stickstoffkreislauf

1. Proteolyse: organische Substanzen werden zu Spaltprodukten abgebaut
2. Ammonifikation: Spaltprodukte werden zu Ammoniak umgewandelt
3. Ammoniakoxidation: Ammoniak wird zu Nitrit oxidiert
4. Nitritoxidation: Nitrit wird zu Nitrat oxidiert -> und zum Teil von Pflanzen aufgenommen
5. Denitrifikation: Nitrat wird un der Atmosphäre zu molekularen Stickstoff und Stickstoffdioxid umgewandelt
6. Durch Blitzschlag wird molekularer Stickstoff zu Nitrat
7. Molekularer Stickstoff wird im Zuge der Stickstofffixierung def Bakterien und anschließend der Pflanzen umgesetzt

Pflanzenphysiologie 3

C4-Photosynthese

Räumliche Trennung von C-Fixierung und Calvin-Zyklus
-> Vorfixierung des CO2 durch Phosphenolpyrucat-Carboxylase, die auch bei hohen Temperaturen und Wassermangel effektiv ist

1. Phosphenolpyrucat-Carboxylase bildet aus CO2 (in Form von HCO3‐ und Phosphenolpyruvat) Oxalacetat
2. Oxalacetat wird durch die Malathydrogenese unter NADH-Verbrauch zu Malar umgewandelt
3. Malat wird an den Ort der Fixierung gebracht
4. Malat wird von dem Malatenzym unter NADH-Regeneration zu CO2 und Pyruvat
5. Pyruvat wird unter ATP-Verbrauch durch die Pyruvat-Phosphat-Dikinase zu Phosphenolpyruvat umgewandelt und der CO2 Akzeptor wird regeneriert

Pflanzenphysiologie 3

C3-Photosynthese

– Keine Trennung von C-Fixierung und Calvin-Zyklus

– Effektiv in gemäßigten Klima

– In heißem Klima vertrocknet die Pflanze, da sie ihre Schließzellen immer geöffnet haben muss

Pflanzenphysiologie 3

Gibberelin

Wird vom Embryo abgegeben, diffundiert ins Aleuron, das das Protoderm umgibt, und initiiert dort die Bildung von Amykasen, wodurch die Stärke des Protoderms für den Embryo verfügbar wird

Pflanzenphysiologie 3

Cry 1

– HIR-Antwort für die Induktion der Anthocyanbildjng Dikotyler Keimlinge

– Zuständig für die Expansion der Keimblätter

– Hemmung der Hypokotylstreckung

Pflanzenphysiologie 3

Phy B

– CRF-Antwort, reversibel, Förderung der Samenkeimung und der Schattenvermeidungsreaktion

– HIR-Antwort für die Hemmung der Hypokotylstreckung

Pflanzenphysiologie 3

Phy A

– VLRF-Antwort die irreversibel ist, in Form von Förderung der Samenkeimung und des Coleoptilenwachstums, sowie die Hemmung des Mesokotylwachstums

– HIR-Antwort für die Induktion der Anthorganbildung Dikotyler Keimlinge

Pflanzenphysiologie 3

Blaulichtrezeptoren

– Cryptocheom Cry 1 und 2 für die Steuerung der Photomorphogenese von etolierten Keimlingen

– Phototropin Phot 1 und 2 für den Phototropismus und die Steuerung der Stomataöffnung

– Transkriptionsfaktoren WC 1 für die Carotinoidsynthese und die Sporulation

Pflanzenphysiologie 3

Rotlichtrezeptoren

• Phy A (VFLR), ein Phytochrom der Klasee 1, verantwortlich für die Samenkeimung bei geringer Dunkelrotbestrahlung und die Photomorphogenese des Keimlings und der Pflanze

• Phy B: Phytochrom der Klasee 1, Induktion der Samenkeimung

• Phy C-E: Phytochrome der Klasse 1, die für die Photomorphogenese bei Licht und die Photomodulation ( Hell-Dunkel-Verhalten, Blattstellung etc.) verantwortlich sind

Pflanzenphysiologie 3

Beleuchtungsdauer

• VLRF (irreversibel) und LRF (irreversibel) sind die Antworten proportional zur Bestrahlungsintensität, Zeit und Photoflueszens, da sie schon auf sehr geringe Intensitäten ansprechen

• HIR (irreversibel) ist nur zur Lichtintensität proportional, da sie eine hohe Intensität für das Auslösen der Antwort benötigt

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