Pflanzenphysiologie Hs16, Biologische Stickstoffixierung

Front 1

Wie sehen Blätter einer Stickstoffmangel Pflanze aus?

Was sind auswirkungen davon?

Back 1

-Blätter (vorallem Spitzen) werden gelblich
-Blattadern werden gut sichtbar

-eingeschränkte aktivität und Produktivität

Front 2

Wiewviel Stickstoff wird in Terrestrischen bzw marinen biologischen Systemen fixiert?

Back 2

Terrestrisch: 90-140 x 10^6 Tonnen jährilch
Marin: 30-300 x1'^6 Tonnen jährlich

Front 3

Wie viel N-Düngemittel werden jährlich hergestellt?

Back 3

ca. 80 x 10^6 Tonnen

Front 4

Durch welche biologischen Prozesse kann stickstoff fixiert werden?
Was geschieht dabei?

Back 4

-Symbiose ca 70%
-Assimilation oder Fixierung durch frei lebende Mikroorganisem ca. 30%

-Atmosphärischer N2 wird zu Ammoniak

Front 5

Wo findet die Stickstoffsynthese in der Symbiose statt?

Welche Pflanzen gehen eine solche Symbiose ein?

Back 5

-In Nodulen (knöllichen)
-leguminosen mit gram-negativen Bakterien wie Rhizobien

-Waldpflanzen mit z.B gram-positiven wie Frankia
-Cyanobakterien werden z.T auch verwendet

Front 6

Duch welches Enzym wird die N-Fixierung katalysiert?
Wieso ist die Anwesenheit von O2 ein Problem für die funkton der Nitrogenase?

Back 6

Nitrogenase
-O2 als starker Elektronenakzeptor kann diese katalytische Aktivität einstellen indem er Superoidradikale bildet

Front 7

Welche Möglichkeiten gibt es um die Nitrogenase vor O2 zu schützen?

Back 7

-anaeorobe Bedingungen
-O2-Verarmung (respiratorischer schutz): verbrauch von O2 durch Respiration
-O2 Diffusionsbarriere (Knöllchenparenchym)
-Trennung von PSII und Nitrogenase in Heterozysten (cyanobakterien)
-O2-Detoxifizierung
-Leghämoglobin

Front 8

Welche Funktionen erfüllt Leghämoglobin?
Wie und wann wird es hergestellt?

Back 8

-transportiert O2 aus den Nodulen
-Transportiert O2 in geringen Konz. zu Bakterium damit respiration stattfinden kann
-Globin wird von der Pfl. als antwort auf infektion der Knöllchen gebildet
-Häm vom Bakterium selbst gebildet

Front 9

Wie funktioniert der Prozess der Knöllchenbildung?

Back 9

1) Wurzeln der Pfl. geben Signalstoffe ab (flavon(oid)e, induzieren nod-genexpression)
2) Bakterien geben Nod-Faktoren ab, führen zu morphologische Veränderung der Pfl. (Infektionsschlauch)
3) Pflanze assistiert bei der bakteriellen Infektion

Front 10

Was it das Bacteroide?

Back 10

Bakterien verwandeln sich nach der Infektion in verdickte, verzweigt Zellen

Front 11

Was ist das Symbiosom?

Back 11

Bacteroide von Pflanzenzelle in Membran eingehüllt

Front 12

Aus welchen Untereinheiten besteht das Enzym Nitogenase?

Back 12

Fe-Protein, komplexeigenes Ferrodoxin wird druch anderes Ferrodoxin reduziert.
MoFe-Protein: e- von Fe-Protein, gibt e- an N2 ab, reduziert dieses mit 8 H+ zu 2NH3 und H2

Front 13

Welche Reaktionen können neben der Stickstoffixierung von der Nitrogenase sonst noch katalysiert werden?

Back 13

Azidreduktion
Acetylenredukton (wird für die bestimmung der Nitorgenase aktivität benutzt)
Wasserstoffreduktion
Stickstoffoxidreduktion
ATP Hydrolytische Aktivität

Front 14

Wie können Nodulierte Pflanzne von nicht-nodulierten unterschieden werden?

Back 14

Analyse von Xylem
Nodulierte: Amide oder Ureide im Xylem
Nicht-Nodulierte: NItrat

Front 15

Wie beeinflusst Düngung eine Nodulierende Pflanze?

Back 15

Verringert die Nitorgenasenaktivität und Knöllchen werden kleiner

-> Symbiose kostet d.h. macht keine sinn wenn genügend N vorhanden ist

Front 16

Was ist der Vorteil am Transport von Ureide?

Back 16

Hohhes N/C verhältniss -> effizient

Front 17

Wie wirkt der N-Gehalt auf die Kannenbildung bei Sarrenica Purpurea (rote Schlauchpflanze)?

Back 17

-> Viel N im boden -> Blätter werden nicht wirklich zu kann gemacht

-> wenig N im Boden -> Blätter werden zu kannen geschlossen