Welche Unterschiede sehen Sie zwischen dem Versprühen von dem Bakterium Bacillus thuringens auf Pflanzenkulturen und dem Anbau von transformierten Kulturpflanzen, die das codierende Gen fürdas Bt-Toxin unter der Kontrolle eines pflanzlichen Promotors trag
Bacillus thuringensis wird bereits seit längerem als natürliches Insektizid gegen Fraßschädlinge eingesetzt, in dem es auf die Pflanzen gesprüht wird. Die Toxinproduktion von Bacillus thuringensis wurde in Pflanzen transformiert und Sorten mit diesem Bt-Toxin-Gen werden als Insektenfraß-resistente Sorten vermarktet. Solche Sorten finden eine breite Anwendung im Baumwoll-, Soja- und Maisanbau.
Diese Frage ist eine Einschätzungsfrage. Die Frage ist also nicht abschließend zu beantworten, da man streiten kann, was man alles als relevant dafür einschätzen möchte. Viele Menschen glauben, dass gentechnologisch veränderte Pflanzen gesundheitsschädlich für den Menschen sein können. Im Gegensatz dazu erscheinen tradierte Verfahren als gut und unbedenklich, da sie über Generationen getestet scheinen. Ersteres ist nicht belegt, Letzteres ist ein Mythos. Einige tradierte Verfahren sind keineswegs unbedenklich, z. B. ist die Konservierung durch Fermentation (Bier, Wein) nicht unbedenklich, sondern nur eine sinnvolle (und geschmackreiche) Kulturerrungenschaft, wenn man kein sauberes Wasser garantieren kann und nicht durch Kühlung Lagerfähigkeit erreichen kann.
Im konkreten Fall des Bt-Toxins ist es wissenschaftlich nicht belegbar, dass Bt-Toxin produziert in Pflanzen oder produziert auf Pflanzen von Bakterien irgendeinen Unterschied für die menschliche Ernährung oder die menschliche Kleidung (Baumwolle) ausmacht.
Nur endet damit die Einschätzung dieser unterschiedlichen Techniken mit demselben Wirkstoff i.d.R. nicht.
Was bedeutet es, wenn Samen pilliert werden?
Samen einiger Kulturpflanzen werden pilliert, d.h. mit einer Matrix umhüllt, die Fungizide, Wuchsstoffe oder auch Dünger enthält und der Pflanze damit das Auflaufen auf dem Feld erleichtert.
Was unterscheidet passive von aktiven Schutzmechanismen bei der Wirt-Parasit-Interaktion?
Barrieren, wie z. B. die Zellwand, die Einlagerung von schwer abbaubarem Lignin in die Zellwand oder chemische Barrieren wie Oberflächenwachse der Cuticula, stellen präformierte passive Schutzmechanismen dar, die das Eindringen des Pathogens in das Pflanzengewebe meistens verhindern können. Alle diese Barrieren existieren bereits, bevor ein Pathogen die Pflanzen angreift. Auf ein erkanntes angreifendes Pathogen reagiert die Pflanze mit aktiver Abwehr wie der Produktion von Phytoalexinen und Pathogen-schädigenden Enzymen, die bei vorhandener Resistenz rasch das Wachstum des Pathogens im Wirtsgewebe beschränken. Viele Proteine, die nach dem Befall mit einem Pathogen gebildet werden, gehören zu einer allgemeinen Stressreaktion der Pflanze, die auch von anderen Umweltfaktoren ausgelöst werden kann. Die Integration dieser spezifischen und allgemeinen Abwehrmaßnahmen leisten komplexe Signaltransduktionskaskaden, an denen viele Proteine und Proteinwechselwirkungen beteiligt sind. Zu diesen Proteinen gehören auch Rezeptor-ähnliche Resistenz-vermittelnde Proteine, die an der Zelloberfläche lokalisiert sind und die Elizitoren eines Pathogens spezifisch erkennen.
Was meint man, wenn man eine Wirt-Parasit-Interaktion als kompatibel oder als inkompatibel bezeichnet?
Man spricht von inkompatibler Interaktion, wenn das Pathogen durch die Resistenz der Pflanze abgewehrt wird, und von kompatibler, wenn sie zur Erkrankung der Wirtspflanze führt und es zu einem Befall kommt.
Was unterscheidet Hemiparasiten von Holoparasiten?
Hemiparasiten sind in Bezug auf Kohlenstoff autotroph, d.h. sie sind zur Photosynthese befähigt und entnehmen nur die wasserlöslichen Nährsalze aus dem Xylem der Wirtspflanze. Dagegen beziehen die Holoparasiten auch Assimilate aus dem Phloem und besitzen daher in der Regel keine Chloroplasten mehr.
Welche Möglichkeiten haben Pflanzen, bei Lichtmangel die Photosynthese zu optimieren?
In Schattenblättern wird die zur Verfügung stehende Kohlenstoffmenge zur Ausbildung großer, aber dünner Blätter eingesetzt, die horizontal ausgerichtet sind. Das Palisadenparenchym ist einschichtig, seine Zellen oft trichterförmig. Der zur Verfügung stehende Stickstoff wird bevorzugt in den Lichtsammelkomplexen im Chloroplasten eingesetzt, während die Menge der Enzyme im Calvinzyklus reduziert wird. Die letztere Reaktion ruft eine Erniedrigung der lichtgesättigten Photosyntheserate hervor. Eine Reduzierung der Atmung führt zu einer Erniedrigung des Lichtkompensationspunktes der Photosynthese. Sonnenpflanzen können bei Konkurrenz durch andere Pflanzen über das Phytochromsystem gesteuert das Streckungswachstum der Internodien erhöhen (Schattenvermeidungsreaktion).
Nennen Sie eine Vermeidungs- und eine Toleranzstrategie gegenüber Stress durch UV-B-Strahlung.
Vermeidung durch Akkumulation von Schirmpigmenten in äußeren Gewebsschichten und Zellwänden; Reparatur der Schäden durch Entfernung der Cyclobutan-Pyrimidin-Dimere aus der DNA durch die Photolyase und Neusynthese geschädigter Proteine.
Über welche drei grundlegend unterschiedlichen Mechanismen kann hohe Sonnenstrahlung Pflanzen schädigen?
Schädigung der DNA und von Proteinen durch UV-B-Strahlung; Photoinhibition des Photosyntheseapparates durch starke photosynthetisch aktive Strahlung und damit verbundener oxidativer Stress; Erwärmung durch Absorption von Strahlung aller Wellenlängenbereiche, die zu Hitzeschäden bzw. überhöhtem Wasserverlust führen kann.
Nennen Sie Anpassungsmechanismen von Pflanzen an Sauerstoffmangel im Wurzelraum.
Durchlüftung der Gewebe über Aerenchyme mit gleichzeitigen Ventilationsmechanismen (Druck-induzierte Ventilation: Thermoosmose, Venturi-Ventilation); Bildung von Pneumatophoren (Atemwurzeln); Toleranz von O2-Mangel durch Entgiftung toxischer Gärungsprodukte, ausreichende Bereitstellung von Substrat für Gärungsprozesse, Anpassung des Stoffwechsels an geringere ATP-Versorgung.
Wie wirkt sich Überflutung auf die Wurzeln von Pflanzen negativ aus?
Wenn die Poren im Boden von Wasser erfüllt sind, wird die Diffusion von Sauerstoff im Boden stark unterdrückt, was zum O2-Mangel in den Wurzelzellen führt. Sauerstoffmangel führt zu ATP-Mangel in den Zellen, da die Atmungskette in den Mitochondrien blockiert ist und die induzierten Gärungsprozesse erheblich weniger effizient ATP aus Zucker bilden.
Welche Rolle spielt Abscisinsäure bei der Akklimatisation an Wassermangel?
Bei Wassermangel im Wurzelraum wird die Bildung von ABA in der Wurzel induziert. Die ABA wird im Xylem im Spross nach oben transportiert und führt in den Schließzellen zum Turgorverlust und damit zum Schließen der Spaltöffnungen. ABA, die von den Zellen im Blatt aufgenommen wird, induziert dort die Synthese bzw. die Aktivierung von Transkriptionsfaktoren (ABREB), die an ABA-empfindliche Elemente (ABRE) in der DNA binden und somit die Genexpression regulieren. ABRE-regulierte Gene spielen wiederum eine Rolle bei der Trockenstressresistenz.
Nennen Sie Eigenschaften von aridoaktiven und aridotoleranten Pflanzen.
Aridoaktive Pflanzen halten ihre Stoffwechselaktivität während Trockenzeiten zumindest teilweise aufrecht, indem sie z.B. über tiefreichende Wurzelsysteme Wasser aus tieferen Schichten aufnehmen oder indem sie den Wasserverlust stark einschränken (Laubabwurf, Bildung besonders wasserundurchlässiger Abschlussgewebe, Schließen der Stomata, Erhöhung des Grenzschichtwiderstandes durch Haare, Einsenken der Stomata oder Einrollen des Blattes, Vermeidung hoher Blatttemperaturen). Diese Anpassungen werden durch eine leistungsfähige Wasserleitung bzw. durch Wasserspeicherung unterstützt.
Nennen Sie zwei unterschiedliche Strategien, mit denen Pflanzen an Orten existieren können, an denen häufig Brände auftreten.
Rekrutierer bilden eine große Samenbank, die einen Brand an einem geschützten Ort überlebt und durch das Feuer induziert keimt. Austreiber schützen ihre Knospen durch isolierende Gewebe gegen die hohen Temperaturen.
Welche beiden Umweltfaktoren induzieren die Frosthärtung?
Eine kurze Tageslänge und niedrige Temperaturen.
Welche Möglichkeiten besitzen Pflanzen, um den Folgen der interzellulären Eisbildung entgegen zu wirken?
Die Bildung von osmotisch wirksamen und membrankompatiblen Substanzen wie Zuckern, Zuckeralkoholen und anderen Osmolyten verringert die Konzentrierung von toxisch wirkenden Salzen bei der Gefrierentwässerung.
Nennen Sie Akklimatisations-Reaktionen von Pflanzen, die die Hitzeresistenz steigern.
Die Änderung der Zusammensetzung der Lipidmembran (Lipide mit höherer Kettenlänge und höherem Sättigungsgrad, höherem Sterolgehalt). Die Bildung von Hitzeschock-Proteinen.
Welche Eigenschaften eines Blattes beeinflussen seine Strahlungsabsorption?
Die Blattstellung in Bezug auf seinen Winkel zur Horizontalen und in Bezug auf die Himmelsrichtung. Die Reflexionseigenschaften des Blattes aufgrund von Behaarung oder einer Wachsauflage.
Nennen Sie vier Prozesse, über die eine Pflanze mit der Umgebung Energie austauscht.
Absorption von Strahlung, Wärmeleitung, Konvektion, Transpiration.
Unterscheiden Sie Anpassung (Adaptation) von Akklimatisation.
Anpassung bezeichnet eine im Laufe der Evolution erworbene genetisch fixierte Eigenschaft, die das Leben an einem Standort ermöglicht, bzw. den Prozess, der zu dieser Eigenschaft führt. Akklimatisation bezeichnet die Änderung der Leistung einer einzelnen Pflanze im Laufe ihres Lebens, die ihr das Überleben unter bestimmten, zunächst ungünstigeren Bedingungen ermöglicht.
Was ist der Standort einer Pflanze im Kontrast zu ihrem Wuchsort?
Der Standort ist ein abstrakter Begriff, der die Summe der auf eine Pflanze einwirkenden Umweltfaktoren bezeichnet. Der Wuchsort ist eine konkrete topografische Lokalität.
Aus welchen beiden Komponenten setzt sich die Resistenz einer Pflanze gegenüber einem Stressfaktor zusammen?
Eine Pflanze kann das Eintreten des chemisch-physikalischen Gleichgewichts mit einem Stressfaktor ertragen (Toleranz) oder vermeiden (Vermeidung).
Erläutern Sie den Unterschied zwischen "Stress" und "Strain"!
Stress ist ein äußerer Faktor, der sich ungünstig auf die Lebensfunktionen einer Pflanze auswirkt. Als "Strain" wird die Reaktion der Pflanze auf diesen Stressfaktor bezeichnet.
Nennen Sie abiotische und biotische Standortfaktoren!
Siehe Tabelle 13.2. S.451
Nennen Sie Beipiele für Lebensräume, in denen Sie jeweils bevorzugt Arten der drei Strategietypen erwarten würden!
Konkurrierer: Wald, Gebüsch, Brachen; Ruderale Arten: Flussufer, Wegränder, Äcker; Stress-Tolerierer: Trittrasen, Salzwiesen, Halbwüsten
