Botanik Übungsaufgaben PDF

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Beantwortung der Übungsfragen...

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Biologie der Nutzpflanzen – Übungsaufgaben VL 1 1. Nennen Sie Merkmale (Eigenschaften), die für pflanzliche Organismen kennzeichnend sind!        

Überwiegend autotroph: d.h. Unmittelbare Nutzung der Sonnenenergie. → Produzenten Chlorophyll vorhanden mit großer äußerer Fläche (da Energiegewinnung/Stoffwechsel über Sonne) lebenslang embryonale Zellen → lebenslanges Wachstum meist Stärke bildend Zellen mit Zellwand meist ortsfest

2. Was kennzeichnet lebende Organismen?        

Stoffwechsel Energiewechsel Wachstum Entwicklung Fortpflanzung Vererbung Reizbarkeit Bewegung

3. Nennen Sie Merkmale, die pflanzliche Zellen von tierischen Zellen unterscheiden!  Umhüllung des Protoplasten durch eine vorwiegend aus Cellulose bestehende Zellwand, die dem osmotischen Innendruck der Zelle (= Turgor) widersteht und ihr dadurch eine hohe Festigkeit verleiht.  Besitz von Plastiden, im typischen Fall von Chloroplasten für die Photosynthese.  Auftreten einer Zellsaftvakuole als Orten der Speicherung gelöster Stoffe, darunter Exkretstoffe.

4. Was beinhaltet der Biologische Artbegriff nach E. Mayr?

 Ernst Mayr (1969, 1975): „Arten sind Gruppen sich miteinander kreuzender natürlicher Populationen, die hinsichtlich ihrer Fortpflanzung von anderen Gruppen isoliert sind.“ ⇒Biologischer Artbegriff

5. Wie werden die wissenschaftlichen Namen von Pflanzen (und allen anderen Organismen) gebildet?  Gattungsname, Artname, Kürzel des Autorennamens

Cytologie 1. Welche osmotische Eigenschaft hat destilliertes Wasser und welche Folgen hat diese Eigenschaft für lebende Organismen?  Destilliertes Wasser ist hypotonisch zu der Lösung innerhalb einer organischen Zelle. Daher löst es eine Deplasmolyse aus, d.h. die Vakuole nimmt Wasser auf und der Druck innerhalb der Zelle steigt, die Zelle platzt letztendlich.

2. Welche osmotische Eigenschaft hat Salzwasser und welche Folgen hat diese Eigenschaft für lebende Organismen?  Salzwasser ist hypertonisch zum Zellsaft eines lebenden Organismus. Es löst also eine Plasmolyse aus. Die Vakuole gibt Wasser ab und die Zelle trocknet aus.

3. Welches gängige Modell beschreibt Biomembranen?  Fluid- mosaic- model …........

4. Welche wichtige Eigenschaft haben Biomembranen?  Membranen sind selektiv permeabel.

5. Welche Aufgaben hat die pflanzliche Vakuole?  Speicherung von Reservestoffen (z. B. Kohlenhydrate)  Speicherung nutzloser oder schädlicher Exkrete (innere Exkretion)  Aufbewahrung spezifischer Inhaltsstoffe

– Anthocyane: rote bzw. blaue Blütenfarbstoffe – Flavone: gelbe Farbstoffe – Alkaloide: Atropin (Atropa bella-donna), Cocain (Erythroxylon coca), Morphin und Codein (Papaver somniferum), Coffein (Coffea arabica), Nikotin (Nikotiana tabacum) – organische Säuren (→ und deren Salze): Zitronensäure (→ Citrat), Äpfelsäure (→ Malat), Oxalsäure (→ Oxalat) – Glycoside herzwirksame Digitalis-Glykoside, Blausäureverbindungen der Steinobstkerne (Prunoideae), Bitterstoffe der Enziane (Gentiana lutea), Senfölglykoside (Brassicaceae) – Gerbstoffe Tee, Eichenborke

 Wasser-Reservoir zur Konstanterhaltung des cytoplasmatischen Wassergehaltes

Hydratation des Cytoplasmas

 Wasseraufnahme / Wasserabgabe bei osmotischen Vorgängen

⇒Osmose Plasmolyse = Wasserabgabe aus der Vakuole Deplasmolyse= Wasseraufnahme in die Vakuole

 Aufrechterhaltung des Zellinnendruckes (Turgor = Druck der Vakuole auf Zellwand)

=> Verleiht Zelle Stabilität

6. Welchen Chromosomensatz hat eine Zelle nach einem Zellzyklus?  In der Regel genau den gleichen wie vorher. Bsp.: Menschliche Zelle hat 2 x 23 Chromosomen. Nach dem Zellzyklus haben beide Tochterzellen ebenfalls einen Chromosomensatz von 2 x 23.

7. Wie heißen die beiden Biomembranen, die den Protoplasten zur Vakuole hin bzw. zur Zellwand hin begrenzen?  Tonoplast  Plasmalemma

8. Welche Konzentration muss eine Lösung im Vergleich zum Zellsaft haben, um entweder Plasmolyse oder Deplasmolyse auszulösen?  Plasmolyse: hypertonisch  Deplasmolyse: hypotonisch

9. Welche Strukturen der pflanzlichen Zelle sind im Lichtmikroskop erkennbar?

     

Zellkern Zellplasma (Zytoplasma) Zellmembran Chloroplast Zellwand (aus Zellulose) Zellsaft-Vakuole

 Chloroplasten, Zellwände und Zellsaft-Vakuolen finden sich nur in pflanzlichen Zellen.

10. Wie nennt man den Zusammenschluss aller Protoplasten eines Organismus zu einer funktionalen Gesamtheit?  Symplast

11. Nennen Sie die Phasen der Mitose in der chronologisch korrekten Reihenfolge und kennzeichnen Sie diese mit wenigen Worten!  Prophase: Chromosomen „rollen“ sich auf und schnüren sich zu kleinen Päckchen Zusammen.  Metaphase: Chromosomen werden in der Äquatorialebene angeordnet  Anaphase: Schwesterchromatiden werden zu den Polen gezogen  Telophase: Chromatiden werden an den Polen Konzentriert und „entfalten“ sich → Bilden neue Kerne

12. Welche zellulären Strukturen sind für die Osmoregulation verantwortlich?  Aquaporine

13. Welche Organellen der Pflanzenzelle sind von einer einfachen, welche von einer doppelten Biomembran und welche sind gar nicht von einer Membran umgeben?  Doppelte Membran: - Nucleus (Zellkern) - Plastiden (Chloro-, Chromo-, Leukoplasten) - Mitochondrien  Einfache Membran: - Endoplasmatisches Retikulum - Dictyosomen mit Golgi-Vesikel  Keine Membran: - Cytoskelett (Mikrofilamente, Mikrotubuli)

- Ribosomen

14. Welche Phase des Zellzyklus ist die physiologische Arbeitsphase des Kernes?  Interphase

15. Welche Vorteile erwartet ein Züchter bei der Erzeugung polyploider NutzpflanzenSorten?  Nutzpflanzen mit polyploidem Chromosomensatz können mitunter kräftiger, robuster und ertragreicher sein.

16. Wie äußert sich bei Pflanzen der Tugorverlust?  Pflanzen werden welk/labbrig.

Histologie 1. Nennen Sie Beispiele für Bildungsgewebe (Meristeme)!  Meristeme (Bildungsgewebe): 1. Primäre Meristeme: durch fortlaufende Teilung aus Urmeristemen hervorgegangen z. B. Wurzelvegetationskegel = WVK; Sprossvegetationskegel = SVK

2. Restmeristeme: verbleiben bisweilen nach der Differenzierung innerhalb des ausdifferenzierten Gewebes z. B. faszikuläres Kambium 3. Folgemeristeme: aus Dauergewebe durch Wiedererlangung der Teilungsfähigkeit hervorgegangen z. B. interfaszikuläres Kambium; Phellogen (Korkkambium) 2. Nennen Sie Beispiele für die folgenden Gewebe: primäres Abschlussgewebe, sekundäres Abschlussgewebe, tertiäres Abschlussgewebe!  Primäres Abschlussgewebe: Epidermis, Rhizodermis  Sekundäres Abschlussgewebe: Exodermis (Wurzel)  Tertiäres Abschlussgewebe: 3. Welche Gewebe tragen in einem gewöhnlichen Laubblatt die Hauptlast der Photosynthese und des Gasaustausches?  Photosynthese: Palisadenparenchym (enthält zahlreiche Chloroplasten)  Gasaustausch: Schwammparenchym (Große innere Oberfläche durch Interzellularsystem) Schließzellen!!!!!

4. Wie sind geschlossen kollaterale Leitbündel aufgebaut?  Ohne Faszikuläres Kambium zwischen außen liegendem Phloem und innen liegenden Xylem 5. Wie sind offen kollaterale Leitbündel aufgebaut?  Mit faszikulärem Kambium 6. Welche Funktionen haben die verschiedenen Zelltypen der Leitbündel? 7. Welcher Teil des Leitbündels transportiert im Normalfall Wasser und die darin gelösten Mineralsalze?  Xylem

8. Welcher Teil des Leitbündels transportiert im Normalfall Wasser und die darin gelösten organischen Verbindungen?  Phloem

9. Welches sind entscheidende Anpassungen der Pflanzen an das Landleben?

 Entwicklung von Abschlussgewebe mit wasserundurchlässigen Zellwänden mit Hilfe von Cutin / Suberin  Entwicklung der Spaltöffnungsapparate für die Sicherstellung des Gasaustausches  Sicherstellung des Wasserhaushaltes durch Absorptionsgewebe in der Wurzel und Leitgewebe in Wurzel, Spross und Blatt (als Motor für die Wasserleitung dient das Gefälle in der Wasserdampfsättigung pflanzlichem Innenraum und der Atmosphäre)

10. Nennen Sie verschiedene pflanzliche Funktionsgewebe!  Meristeme (Bildungsgewebe): ◦ Primäre Meristeme: durch fortlaufende Teilung aus Urmeristemen hervorgegangen z. B. Wurzelvegetationskegel = WVK; Sprossvegetationskegel = SVK ◦ Restmeristeme: verbleiben bisweilen nach der Differenzierung innerhalb des ausdifferenzierten Gewebes z. B. faszikuläres Kambium ◦ Folgemeristeme: aus Dauergewebe durch Wiedererlangung der Teilungsfähigkeit hervorgegangen z. B. interfaszikuläres Kambium; Phellogen (Korkkambium)

 Parenchyme(Grundgewebe): ◦ Leitgewebe • Xylem und Phloem (in Leitbündeln) ◦ Abschlussgewebe • Endodermis = inneres A.-gewebe (in Wurzeln) • Epidermis = primäres, äußeres A.-gew.ebe (Spross- und Blattepidermis) ◦ Absorptionsgewebe • Rhizodermis ◦ Festigungsgewebe • Sklerenchym(zellen) = tote Zellen, totes Fest.-gewebe (im Xylem, Steinzellen) • Kollenchym = lebende Zellen, lebendes Fest.-gewebe (z.B. in Blattstielen) ◦ Assimilationsparenchym • Chlorenchym (in Wurzeln) • Palisadenparenchym, Schwammparenchym (in Blättern) ◦ Speicherparenchym

• Endosperm (in Samen) u. a. • Speicherparenchyme in Wurzeln, Sprossachsen, Früchten, Holz ◦ Wasserspeichergewebe • Hydrenchym (in Sprossachsen, Wurzeln, Blättern = Sukkulenten) ◦ Durchlüftungsgewebe • Aerenchym (in Sprossachsen, Wurzeln, Blättern)

Wurzel 1. Welche Aufgaben haben Wurzeln?  Wasseraufnahme  Nährsalzaufnahme  Verankerung  im Boden, an Gestein, auf Pflanzen - Stelz- und Brettwurzeln (Rhizophora, Pandanus, Ficus = Gummibäume) - Zugwurzeln (Arum = Aronstab, Allium = Lauch-Arten) - sprossbürtige Haftwurzeln (Hedera = Efeu) - Wurzeldornen (Acanthorhiza)  Wasser-, Nährsalz- und Assimilatentnahme  Parasitismus - H2O + Nährsalze  Hemiparasiten = Halbparasiten (z.B. Misteln) - H2O + Assimilate  Holoparasiten = Vollparasiten (z.B. Sommerwurze)  Nährstoffspeicherung  Saccharose, Stärke, Inulin - Speicherwurzeln (Daucus = Möhre, Beta, Armoracia = Meerettich)  Wasserspeicherung  Velamen radicum - verschiedene tropische Orchideenarten  Stoffwechsel  Photosynthese, Gasaustausch - Assimilationswurzeln (Orchidaceae) - „Atemwurzeln“ (Avicennia)  Wurzelknöllchen  symbiontische Stickstoff-Fixierung - Knöllchenbakterien (Fabaceae = Papilionaceae = Leguminosae) 2. Beschriften Sie verschiedene Zeichnungen einer Wurzel. 3. Nennen Sie die Substanzen, die im Phloem und die im Xylem transportiert werden!  Xylem: Wasser und Mineralsalze  Phloem: Wasser und Assimilate (Photosynthese Produkte, z.B. Zucker, Aminosäuren)

4. Welche Strukturen treten niemals in Wurzeln auf, wie kann man deshalb rein äußerlich prinzipiell Wurzeln von Sprossen unterscheiden?  Blätter treten bei Wurzeln niemals auf.

5. Beschreiben Sie den histologischen Aufbau der primären Wurzel?  s. Folie 6 im Wurzelskript  Vertikaler Aufbau: 1. Kalyptra (Wurzelhaube) 2. Meristemzone (Teilungszone) 3. Determinationszone (Streckungszone) 4. Differenzierungszone (Wurzelhaarzone)  Querschnitt(Von außen nach innen): 1. Rhizodermis mit Wurzelhaaren 2. Hypodermis, wird zu Exodermis 3. Rindenparenchy 4. Endodermis mit Durchlasszellen 5. Perizykel/Perikambium, bildet Seitenwurzeln 6. Phloem 7. Xylem 8. Markparenchym

6. Wo entstehen die Seitenwurzeln?  Im Perikambium

7. Welche Gewebe gehören zur Rinde, welche zum Zentralzylinder einer Wurzel?  Wurzelrinde: Rhizodermis bis Endodermis  Zentralzylinder: Perizykel bis Markparenchym

8. Wo findet sich der Caspari-Streifen?  In den Zellwänden der Endodermiszellen. Eine Art Dichtungsring, die Verhindert, das Wasser und andere Stoffe über den apoplastischen Weg in den Zentralzylinder gelangen

9. Welche Aufgabe hat die Endodermis?  Innerste Rindenschicht, verhindert unkontrollierten apoplastischen Stofffluss in den Zentralzylinder, Durchlass nur durch Durchlasszellen 10. An welchen Metamorphosen sind die Wurzeln oder Teile der Wurzeln beteiligt?

 Tabelle Folie 19

11. Welche morphologischen Wurzeltypen kennen Sie? s. Abb. Folie 15  Pfahlwurzeln  Flachwurzeln  Herzwurzeln

12. Welchen Bewurzelung zeigen Getreide?  Getreide sind Flachwurzler

13. Welchen Leitbündeltyp haben Wurzeln?  Radiale Leitbündel

14. Welche Wege gibt es für den Wassertransport in der Rinde der Wurzel und auf welchem dieser Wege gelangt das Wasser in die Leitbündel?  apoplastisch und symplatisch  Wasser gelangt auf symplastischen Weg in die Leitbündel

Sprossachse 1. Welches in anderen Leitbündeltypen auftretende Gewebe fehlt dem geschlossen kollateralen Leitbündel?  Das fasziale Kambium

2. Wie sind Xylem und Phloem eines geschlossen kollateralen Leitbündels im Querschnitt angeordnet?  Sind nicht durch Kambium getrennt, liegen direkt aneinander

 Komplett durch Sklerenchym umschlossen  Phloem zeigt nach außen, Xylem nach innen

3. Wie sind die Leitbündel in der Sprossachse Einkeimblättriger angeordnet?  Dispers angeordnet. Nach außen hin werden Leitbündel kleiner und sind enger angeordnet.

4. Welche Folgen hat der von den Sprossachsen der Zweikeimblättrigen abweichende Aufbau von Leitbündeln und Sprossachse für die Einkeimblättrigen?  Einkeimblättrige sind nicht zu sekundärem Dickenwachstum in der Lage.  Bilden keine Borke

5. Welche Merkmale kennzeichnen einkeimblättrigen bzw. zweikeimblättrigen Pflanzen? 6. Nennen Sie die Grundorgane eines Kormophyten!  Wurzel  Sprossachse  Blätter

7. Nennen Sie die Blatt-tragenden und Blatt-freien Abschnitte der Sprossachse! 8. Beschriften Sie verschiedene Zeichnungen von Leitbündeln und Leitbündeltypen! 9. Nennen Sie die Strukturelemente (Gewebe) des Bastes zweikeimblättriger Pflanzen! 10. Welche Fähigkeit fehlt in der Regel der Sprossachse einer monokotylen Pflanze im Vergleich zur Sprossachse einer dikotylen Pflanze? 11. Welches teilungsfähige Gewebe ist für das sekundäre Dickenwachstum dikotyler Pflanzen verantwortlich? 12. Wie heißen die beiden Bestandteile des peripheren Meristems der primären Sprossachse dikotyler Pflanzen? 13. Was produziert das teilungsfähige Gewebe in der sekundären Sprossachse Zweikeimblättriger nach innen bzw. nach außen? 14. Nennen Sie das entscheidende Merkmal, an Hand dessen sich auf den ersten Blick primäre Wurzel und primäre Sprossachse im Querschnitt von einander unterscheiden lassen! 15. An welchen Metamorphosen sind die Sprossachse oder Teile der Sprossachse beteiligt? 16. Beschreiben Sie das Sekundäre Dickenwachstum der Sprossachse Zweikeimblättriger! 17. Was ist die Borke? 18. Welche Borkentypen kennen Sie? 19. Wie ist das Periderm aufgebaut? 20. Nennen und beschreiben Sie die pflanzlichen Haupt-Lebensformen! 21. Was sind die „Jahresringe“ des Holzes?...