Einführung in die Botanik I
Müller, 25.11.10
Nultsch 2001, 11. Auflage
Pflanzenorgane aus unterschiedlichen Zelltypen, Gewebstypen
aufgebaut.
Charakteristika: Zellwände, Chloroplasten (liegen rund um
den Zellkern, als Schutz´)
Unterschiede pflanzliche – tierische Zellen: Mitochondrien
(pflanzliche müssen mehr leisten, mehr Aufgaben), Vakuolen, Chloroplasten
Anatomie der Pflanzen
3 große Grundorgane
Physiologie der Pflanzen (bei Roitsch)
Evolution
Entwicklung von autotrophen Organismen aus heterotrophen à Nahrung wäre ausgegangen, deswegen
werden anorganische Stoffe und Photosynthese verwendet
Sauerstoff relativ spät entstanden, Sauerstoff Radikale
relativ schädlich (Rosten), Atmung und Verwendung von O2 musste erst entwickelt
werden
Eine der ersten Pflanzen die ans Land kam: Rhynia (erste
grüne Pflanzen vor 650-500 Millionen Jahren)!
Molekulare Grundlagen – Wasser
Größte spezifische Dichte bei 4°C
Wassercluster werden gebildet
Polarität
Wassermoleküle legen sich um Ionen herum:
Hydratationshüllen, damit bringen Ionen Wasser in die Zellen hinein
(Ionennährelemente können dadurch aber nicht direkt durch die Membran, es
werden Transportsysteme benötigt)
Kleine Alkalionen haben große Hydratationshüllen, große
haben kleine Hüllen!
Bausteine der Zellen
Makronährelemente brauchen die Pflanzen in größeren Mengen
(mehr als 20mg/L)
Erforscht von Justus von Liebig
Pflanze benötigt aber auch Mikroelemente und Spurenelemente
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Hydroxylgruppe: - OH
Oxogruppe: =O
Carboxylgruppe: COOH
SH Gruppe
Aminogruppe
Hydroxylgruppe
Alkohole
Kann mit organischen Säuren Ester zu bilden
Oxogruppe
Carbonylgruppe C=0
Aldehyde: -al
Ketone: -on
Bei Kohlenhydraten, bestehend aus Zuckern
Carboxylgruppe
Aminogruppe
Basischer Charakter, auch in Ringsystemen
Pyrimidine, Purine, Aminosäuren, ..
Proteine
Aus Aminosäuren (20 verschiedene für den Menschen von
Bedeutung)
Aminogruppe – Rest – Carboxylgruppe
Es gibt hydrophobe Reste, hydrophile Reste, basische, saure,
neutrale, aromatische!
3 Aminosäuren (Cystein, Glutamat, ..) bilden Glutathion? à Radikalfänger, mithilfe der SH Gruppe
werden toxische Stoffe entgiftet
Aminosäuren über Peptidbindung bilden verschiedene
Strukturen (primär, .. quartär)
Primär: Aneinanderreihung in Kettenform
Sekundär: räumliche Anordnung der primären Ketten, Beta Faltblatt,
Alpha ..
Tertiär: 3D
Quartär: mehrere tertiäre Proteine über Wasserstoffbindungen
übereinander gelagert = Enzym
Nukleinsäuren
Nukleotide bestehen aus Phosphorsäure, Zucker (Pentose),
Base (Purine, Pyrimidine)
DNA + RNA
Wesentlich mehr RNA als DNA, weil mehr Formen von RNA
vorhanden sind
Kohlenhydrate
Bestehen aus Monosacchariden:
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Monosaccharide + Alkohole oder Phenole à Glykoside?
<30 Monosaccharide = Oligosaccharide
>30 = Polysaccharide
Es gibt Strukturpolysaccharide (Zellulose, Chitin, ..) und
Speicherpolysaccharide (Stärke, Glykogen)
Glucose ist Aldose und tritt als Pyranose auf
Fructose ist Ketose und tritt als Furanose auf
Ribulose wesentlich bei der Photosynthese, die CO2 bindet
und in den Calvin-Zyklus eingebaut werden kann.
Gal + Gluc = Lactose
Gluc + Gluc = Maltose
Fruc + Gluc = Saccharose (Rohr- oder Rübenzucker)
Alpha-1,4-Glycosidische Bindung
Schraube 3D, Spirale 2D
Alpha-Amylose
Amylopektin!! Mit Seitenketten, Alpha – 1,6 – Glycosidische
Bindungen
Amylose und Amylopektin in Stärke
AMYLOSE IST NICHT GLEICH AMYLASE (ist Enzym im Speichel)
Müller, 26.11.10
Geri gerald_rinner@hotmail.com
ZOOLOGIE
Mikroskopie
Lichtmikroskop, Konfokale Laserscanmikroskop,
Elektronenmikroskop, TEM, REM, SEM, ..
Fluoreszenzmikroskopie check
Zellbiologie
Typische Pflanzenzelle
Zellwand, Zellkern, Mitochondrien, Plastide, Vakuole,
Cytoplasma, ER, Golgi, Vesikel, etc.
Pflanzen haben alles was tierische Zellen haben plus
zusätzliche rein pflanzliche Teile (Vakuole, Zellwand, Lysoxomen?, ..)!
Im Lichtmikroskop müssen 2 Partikel mindestens 2 Mycrometer
voneinander getrennt werden? Auflösung!
Zellwand
Stabilität, Schutz, Matrix von Proteinen
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Abgrenzung von Kompartimenten, Enzymmatrix,
Transportfunktion
Cytoplasma
Wässriger Zellinhalt, Speicher, Enzymreaktionen laufen hier
ab
Cytoskelett (Spindelapparat)
Verteilung der Chromatiden bei Zellteilung, Skelett
Zellkern (Doppelmembran - Endosymbiontentheorie)
Plastide (Dm)
Speicherung, Photosynthese, Färbung, (Chloroplasten in den
Blättern)
Mitochondrien (Dm)
Atmung, ATP-Bereitstellung
Was kennzeichnet Mitochondrien und Plastiden? Dm, eigene
Ribosomen, eigene DNA, ..
Dictyosomen (Golgi)
Bildung, Speicherung von Sekreten; stellt Produkte für den
Zellwandaufbau zur Verfügung
Microbodies (Glyoxisomen, Lyosomen, Peroxisomen)
Peroxisomen auch bei tierischen Zellen, Glyoxisomen nur bei
Pflanzen, Fettspeicher..
Ribosomen
ER
Tüpfel
Aussparungen in der Zellwand, Plasmodesmen wachsen hindurch,
Verbindung zwischen Zellen
Vakuole
End- oder Zwischenlager
Grundtypen der Zellen
Biomembran
Um Kompartimente zu bilden werden Biomembranen benötigt à Phospholipidschicht mit eingelagerten
Proteinen und Strukturen wie Glycolipid, Carbohydraten an der Außenseite der
Membran.
Funktionen
Reaktionsräume bilden, Schrankenfunktion (semipermeabel, selektive
Permeabilität), Transportfunktion, Träger von Enzymen und Redoxsysteme,
Energiekonservierung (ATP), Signalaufnahme und – leitung,
Informationsspeicherung
Membran zur Vakuole = Tonoplast (Einzelmembran)
Plasmalemma zur Zellwand hin
Transprotein und angehängte assozierte Proteine in der
Membran.
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Größere Moleküle können nicht durch, deswegen werden
Proteine benötigt um den Transport zu ermöglichen.
Aquaporine
Wasser ist Dipol, kann sich drehen und damit durch die
Engstelle des Porins durchkommen!
Diffusion und Osmose
Passiver Transport: Diffusion (normaler Austausch, auch
osmotisch) , katalytische Permeation
Aktiver Transport: Energie muss aufgewandt werden
(hauptsächlich ATP)
Bild: Membrantransportmechanismen (Zuordnen können!!!)
Poren: keine Energie nötig, Transport von hoher Konz zur
niedrigen Konz, auch in beide Richtungen
Kanäle: passiv, muss aber zuerst geöffnet werden, Substanz
dockt an und öffnet ihn, andere Substanz kann durchtreten
Translokatoren: andere Substanz muss das zu
transportierenden Molekül begleiten, oder gegen-transportiert werden
Pumpe:
Es gibt primär aktiven Transport und sekundär aktiven
Transport.
Zelluläre Membranen/Kompartimente
+ Endosymbiontentheorie
Zellmembran (Plasmalemma)
Begrenzt das Cytoplasma nach außen, Kontrolle des
Stoffeintritts und – austritts
Plasmodesmen (ER Stränge die durch die Tüpfel durchreichen
und Zellen verbinden)
Symplast = abgegrenzt vom Apoplast (außerhalb der Membran,
Raum zwischen Zellwand und Membran, interzelluläre Räume, Inhalt der Vakuole),
Zellen stellen durch Plasmodesmen Einheit dar
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