Vorlesung 1 Biochemie
Pflanzenentwicklung
Modellorganismus Arabidopsis thaliana
Entwicklung: Wachstum und Differenzierung
- Wachstum: - Teilungswachstum: Zellteilung
- Zellwachstum: Zellvergrößerung/Zellstreckung
- Differenzierung: Zellen verschiedener Struktur und Funktion
aus ursprünglich gleichartigen meristematischen Zellen
- Meristeme: Bildungsgewebe, teilungsfähig, undifferenziert
↕
- Dauergewebe: differenziert/spezialisiert, keine Zellteilungs- aktivität, können diese sekundär
wiedererlangen (Totipotenz)
Entwicklung : Wachstum und Differenzierung
Wachstum:
- Teilungswachstum: Zell- und Kernteilung
→ Zellzyklus, Mitose (Pflanze vs. Tier)
- Zellwachstum/Zellstreckung
→ was passiert in der Zellwand?
- Zellteilung und Zellstreckung erfordern ein Zytoskellet
Aufbau und Funktion von Mikrotubuli und Aktinfilamenten
Differenzierung:
- Regulation der Genexpression
(Gewebetyp und Entwicklungsstadium)
- Arbeitsteilung und Kommunikation
Transport von Stoffen zwischen Zellen/Geweben
Plasmabrücken/Plasmodesmen und Tüpfel:
Aufbau, Entstehung und Funktionen
Steuerung der Entwicklung durch innere und äußere Faktoren
- Steuerung der Entwicklung durch innere Faktoren
,Phytohormone
- Steuerung der Entwicklung durch äussere Faktoren
Schwerkraft
Licht, über Photorezeptoren: Phytochrome (rot), Cryptochrome, Phototropine, ZTL/FKF (blau)
Berührung
Bewegungsphysiologie
Pflanzenentwicklung:
- Embryogenese, Keimentwicklung
- Keim- und Samenruhe, Samenkeimung
- Apikalmeristeme, Stammzellen, Musterbildung
- Entwicklungsphasen und deren Regulation (z.B. Tageslänge, Innere Uhr, Blühgene,
Hormone)
- Bestäubung und Befruchtung Selbstinkompatibilität
- Samen- und Fruchtbildung
- Seneszenz
- Stress- und pflanzliche Entwicklung, Pathogenabwehr
- Bio- und Gentechnik an Pflanzen
Bedeutung von Forschung und Entwicklung an Pflanzen (insbesondere Entwicklungsbiologie) für
den Menschen
Warum?
Pflanzen sind die Primärproduzenten und damit die Nahrungsgrundlage für die Menscheit
Wachstum Weltbevölkerung (rasant gestiegen)
Pflanzen liefern viele nützliche Produkte:
, (Beispiele) Baumwolle
Resultat: Pflanzenanbau intensiv
Die (moderne) Lösung (Gentechnik)
Keine Chloroplasten,anstatt Proplastiden
Mehrere kleine Vakuolen anstatt eine
Beispiel einer
differenzierten
Zellle:
Cytoplasma
Zelldifferenzierung: Jede Zelle fängt einmal klein an
Stammzelle
Pflanzenentwicklung
Modellorganismus Arabidopsis thaliana
Entwicklung: Wachstum und Differenzierung
- Wachstum: - Teilungswachstum: Zellteilung
- Zellwachstum: Zellvergrößerung/Zellstreckung
- Differenzierung: Zellen verschiedener Struktur und Funktion
aus ursprünglich gleichartigen meristematischen Zellen
- Meristeme: Bildungsgewebe, teilungsfähig, undifferenziert
↕
- Dauergewebe: differenziert/spezialisiert, keine Zellteilungs- aktivität, können diese sekundär
wiedererlangen (Totipotenz)
Entwicklung : Wachstum und Differenzierung
Wachstum:
- Teilungswachstum: Zell- und Kernteilung
→ Zellzyklus, Mitose (Pflanze vs. Tier)
- Zellwachstum/Zellstreckung
→ was passiert in der Zellwand?
- Zellteilung und Zellstreckung erfordern ein Zytoskellet
Aufbau und Funktion von Mikrotubuli und Aktinfilamenten
Differenzierung:
- Regulation der Genexpression
(Gewebetyp und Entwicklungsstadium)
- Arbeitsteilung und Kommunikation
Transport von Stoffen zwischen Zellen/Geweben
Plasmabrücken/Plasmodesmen und Tüpfel:
Aufbau, Entstehung und Funktionen
Steuerung der Entwicklung durch innere und äußere Faktoren
- Steuerung der Entwicklung durch innere Faktoren
,Phytohormone
- Steuerung der Entwicklung durch äussere Faktoren
Schwerkraft
Licht, über Photorezeptoren: Phytochrome (rot), Cryptochrome, Phototropine, ZTL/FKF (blau)
Berührung
Bewegungsphysiologie
Pflanzenentwicklung:
- Embryogenese, Keimentwicklung
- Keim- und Samenruhe, Samenkeimung
- Apikalmeristeme, Stammzellen, Musterbildung
- Entwicklungsphasen und deren Regulation (z.B. Tageslänge, Innere Uhr, Blühgene,
Hormone)
- Bestäubung und Befruchtung Selbstinkompatibilität
- Samen- und Fruchtbildung
- Seneszenz
- Stress- und pflanzliche Entwicklung, Pathogenabwehr
- Bio- und Gentechnik an Pflanzen
Bedeutung von Forschung und Entwicklung an Pflanzen (insbesondere Entwicklungsbiologie) für
den Menschen
Warum?
Pflanzen sind die Primärproduzenten und damit die Nahrungsgrundlage für die Menscheit
Wachstum Weltbevölkerung (rasant gestiegen)
Pflanzen liefern viele nützliche Produkte:
, (Beispiele) Baumwolle
Resultat: Pflanzenanbau intensiv
Die (moderne) Lösung (Gentechnik)
Keine Chloroplasten,anstatt Proplastiden
Mehrere kleine Vakuolen anstatt eine
Beispiel einer
differenzierten
Zellle:
Cytoplasma
Zelldifferenzierung: Jede Zelle fängt einmal klein an
Stammzelle
