Pflanzenphysiologie Hs16, Aufnahme Und Assimilation Von N

Front 1

Auf welche Arten wird Stickstoff in der Natur fixiert?

Wie viel Prozent machen sie jeweils aus?

Back 1

Blitze ca 8%
Photochemische Reaktionen, 2%
Biologische Stickstoffixierung 90%

Front 2

Wie funktioniert die Fixierung durch Blitze?

Back 2

Umwandlung von Wasser und Sauerstoff in Radikale welche die Stickstoffmoleküle angreifen

Front 3

Wie funktioniert die Fixierung drch Photochemische reaktionen?

Back 3

durch Reaktion zwischen gasförmigem NO und Ozon (bildet HNO3)

Front 4

Wie funktioniert die BIologische Stickstofffixierung?

Back 4

Stickstoffixiernden Organismen wie Bakterien oder Cyanobakterien

zu Ammoniak welches im Wasser zu Ammonium wird

Front 5

Wieso führt erhöhter N-Gehalt im Boden zu mehr Biomasse?

Back 5

Reduktion der Wurzeln

-> Energie kann zur Herstellung von mehr oberirdischen Biomasse verwendet werden

Front 6

Ab wann führt die Zugabe von mehr Stickstoff nicht mehr zu einer Zunahme der Biomasse?

Back 6

Wenn andere Nährstoffe limitierend werden

Front 7

In welchen Formen wird N oft als Dünger eingesetzt?

Back 7

Harnstoff

Ammonium
Nitrat

oder Organischer Dünger

Front 8

Wieviel prozent des N im Dünger wird von Pflanzen verwertet?
Wieso ist dies ein Problem?

Back 8

ca 40-50%
Im Boden wird alles zu Nitrat umgesetzt was leicht ins Grundwasser gelangt

Teile werden auch als toxisches NO-Radikal in dei Atmosphäre freigesetzt (Treibhauseffekt beitrag)

Front 9

Welches sind die Hauptprozesse des biochemischen Stickstoffkreislaufs?

Back 9

Industrielle Fixierung
atmosphärische Fixierung
biologische Fixierung
pflanzelicher Verbrauch
mikrobieller Verbrauch
Ammonifikation
Nitrifikation
Mineralisierung
Verflücktigung
Ammoniumfestlegung
Denitrifikation
Nitratauswaschung

Front 10

Welche Konzentration in der Vakuole ist höher?
Ammonium oder Nitrat?

Wieso ist dies so?

Back 10

Die Konz. von Nitrat ist viel höher. N wird als Nitrat gespeichert da Ammonium für die Pflanze toxisch wirken kann.

Front 11

Wieso wirkt Ammonium toxisch?

Back 11

zerstört Transmembrale H+ gradienten

reagiert bei hohem pH mit OH- zu Ammoniak (NH3) und H2O und bei tiefem ph (z.B im Lumen) reagiert es zurück zu Ammonium

-> Organismen aversion gegen den Ammoium geruch

Front 12

Was ist eine Methämoglobinämie?

Back 12

Krankheit bei der die Leber Nitrat zu Nitrit reduziert welches das Eisen von Hämoglobin oxidiert und es so kein O2 mehr binden kann

Bei kindern speziell gefährlich weil kein Enzym zur reversion vorhanden ist

Front 13

Nitrat kann auf 2 Wegen von der Pflanze aufgenommen werden. Welche sind die?

Back 13

-Direkt in die Vakuole & danach gespeichert
-Oder wird zu Nitrit reduziert (vorwiegend in den Wurzeln ausser bei hohen Konz. auch im Spross) und danach assimiliert

Front 14

Wie wird Ammonium aufgenommen?

Back 14

Wird direkt assimiliert da es toxisch ist

Front 15

Wie wird Ammonium und Nitrat assimiliert?

Back 15

Über einen ATP verbrauchenden Schritt zu Glutamin und danach zu Asparagin

-> AS zur Protein und Nukleinsäurensynthese

Front 16

Was für einen Einfluss hat die bereits in der Pflanze vorhandene Nitratmenge auf die Aufnahme von Nitrat?
Wie funktioniert dies?

Back 16

je mehr Nitrat die Pflanze bereits gespeichert hat desto weniger schnell wird neues aus dem Boden aufgenommen
Ein Nitrattransporter wird transkriptionell reguliert durch Nitrat (induktion) und reduziertes N (repression)

Front 17

Wo findet die Nitatreduktion statt, welches Enzym katalysiert diese Reaktion und was geschieht dabei?

Back 17

-Im Cytoplasma
-Nitratreduktase
-2e- von NAD(P)H+ H+ auf Nitrat, es entsteht Nitrit (NO2-) und H2O)

Front 18

Wo findet die Nitritreduktion statt, welches Enzym katalysiert diese Reaktion und was geschieht dabei?

Back 18

-Plastiden da NO2- hoch toxisch
-Nitritreduktase
-6 e- von 6 Fdx auf NO2- es entsteht NH4
Fdx stammt von e- Photosynthese oder vom Oxidativen Pentosephosphatzyklus von NADPH produziert

Front 19

Von welchen Faktoren ist die Aktivität der NItratreduktase sonst noch abhängig?

Back 19

-Der Pflazenart (hoch in wurzeln von mehrj. Pfl & Leguminosen in gemässigten breiten.Hoch im spross 1. J Pfl & PFl in sub-/trop. Breiten)
-Nitratangebot ( mehr NItrat -> grösserer Anteil gespeichertes Nitrat)
-Belichtung ( aktivität im Spross von Ferrodoxin abhängig welches in der Photosynthese reduziert wird, in den Wurzeln abhängig vom ox. Pent-zyklus d.h. konstanter aber geringer)

Front 20

Weshalb wird im Winter (und am morgen) oft eine erhöhte NItratkonzentration in pflanzen gemessen?

Was hat dies für konsequenzen auf die Ernte von esspflanzen?

Back 20

-Winter sinkt belichtung -> weniger Nitrat abgebaut
-Durch die Nacht weniger abgebuat

--> Abhängig von der Belichtung
--> Pflanzen eher am abend ernten

Front 21

Durch welche Faktoren wird die Nitratreduktase Induziert bzw reprimiert?

Back 21

Induziert durch: Nitrat, Licht, Saccharose
Reprimierte durch: reduziertes N, N-Mangel

Front 22

Wie funktioniert die Posttranslationelle Regulation der Nitratreduktase?

Back 22

-Phosphorylierung und Bindung and 14-3-3-Protein
-Aktiverung durch Licht und CO2
-Inaktiviuerung nach Dunkelheit

Front 23

Durch welche Prozesse kann Ammonium assimiliert werden?

Von welchem Prozess wird die benötigte Energie zur verfügung gestellt?

Back 23

- über Glutaminsynthease (GS)
- durch Glutamat dehydrogenase (GDH)

-Phototsynthese
ATP + Fd bei GS und NAD(P)H bei GDH

Front 24

Wo findet die Glutamatsynthese durch GS statt?
Was geschieht dabei?

Back 24

-In den Plasmiden
- Verbindet Ammonium und Glutamat unter ATP verbrauch um Glutamin zu bilden
- Glutamin reagiert mit 2-Oxoglutarat under NADH (phsyth. inaktiv) oder fd (phsyth. aktiv) verbrauch zu 2 Glutamaten

-> zyklus

Front 25

Wo Katalysiert GDH die Glutamatsynthese?
Was geschieht dabei?

Was für eigenschaften hat sie?

Back 25

-In den Mitochondrien die NADH abhängige reakton und in den Chloroplasten die NADPH abhängige

-Ammonium + 2-Oxoglutarat -> Glutamat
-ineffizienter
-aber reversibel

-> nur zum abbau gebraucht um N zu remobilisieren

Front 26

Wie unterscheiden sich GS und GDH?

Back 26

-Energieinput: GS benötigt ATP, GDH nutzt NAD(P)H
-Km-Wert: GS hat einen viel viel kleineren Km wert als GDH
-GDH-reaktion ist reversibel

Front 27

Wann ist das Pflanzenwachstum am grössten?

Back 27

Bei einer mischernährung aus Ammonium und Nitrat

-> Wurzelwachstum ist am besten wenn Ammonium und Nitrat in etwa gleichen Teilen vorkommen

Front 28

Welche stickstoffform wird von Pflanzen bevorzugt?

Back 28

Kommt auf die Pflanzenart an

z.B Zuckerrohr bevrozugt Ammonium über Nitrat

Front 29

Warum ist der Gebrauch von viel Stickstoffdünger auber auch der Stickstoffverlust ein Problem?

Back 29

-Herstellung ist Energieintensiv
-Kann zu Eutrophierung oder zur Biludung von treibhausgasen führen (NO)
-

Front 30

Wie kann der Nährstoffgehalt in Bodenlösungen bestimmt werden?

Back 30

Durch Microdialysis z.B