Physiologische Grundlagen Des Pflanzlichen Stoffwechsels Und Transports Practice Tests

Question 1

Eine Pflanzenzelle befindet sich in einem Gleichgewichtszustand mit einer Lösung. Das osmotische Potenzial der Zelle beträgt $\psi_s = -0,8 	ext{ MPa}$ und der Turgordruck beträgt $\psi_p = 0,3 	ext{ MPa}$. Berechnen Sie das gesamte Wasserpotenzial $\psi_w$ der Zelle in MPa.

Accepted Answer

-0,5 MPa

Question 2

Gegeben ist eine Zelle mit einem osmotischen Potenzial von $\psi_s = -1,2 	ext{ MPa}$. Wenn die Zelle in eine Lösung mit einem Wasserpotenzial von $\psi_{w, 	ext{Lösung}} = -0,5 	ext{ MPa}$ gelegt wird, wie verändert sich der Turgordruck $\psi_p$ der Zelle, bis ein neues Gleichgewicht erreicht ist?

Accepted Answer

Option A

Answer

Option B

Answer

Option C

Answer

Option D

Question 3

Wenn das Matrixpotenzial $\psi_m$ vernachlässigt wird, ist das Wasserpotenzial einer Zelle bei $\psi_p = 0$ (vollständige Plasmolyse) identisch mit ihrem osmotischen Potenzial $\psi_s$.

Accepted Answer

True

Answer

False

Question 4

Ein Baum transportiert Wasser über eine Höhe von $h = 20 	ext{ m}$. Berechnen Sie das gravitative Potenzial $\psi_g$ in MPa, unter Verwendung der Formel $\psi_g = ho \cdot g \cdot h$, wobei $ho = 1000 	ext{ kg/m}^3$ und $g = 9,81 	ext{ m/s}^2$ ist.

Accepted Answer

0,1962 MPa

Question 5

Welche Aussage beschreibt korrekt die treibende Kraft des Phloemtransports gemäß der Druckstromhypothese?

Accepted Answer

Option A

Answer

Option B

Answer

Option C

Answer

Option D

Question 6

Welche der folgenden strukturellen oder funktionellen Merkmale unterscheiden das Xylem vom Phloem?

Accepted Answer

Option A

Answer

Option B

Answer

Option C

Answer

Option D

Question 7

Bei der ABA-induzierten Stomataschließung kommt es zu einem Efflux von Ionen aus den Schließzellen. Welcher Prozess folgt unmittelbar auf den K+-Ausstrom?

Accepted Answer

Option A

Answer

Option B

Answer

Option C

Answer

Option D

Question 8

Ein Boden weist einen pH-Wert von 4,5 auf. Basierend auf der Mobilität von Nährstoffen, welcher Effekt ist bei der Konzentration von $Fe^{3+}$ in der Bodenlösung zu erwarten, wenn der pH-Wert durch Kalkung auf 6,5 angehoben wird?

Accepted Answer

Die Konzentration von $Fe^{3+}$ nimmt drastisch ab, da die Löslichkeit von Eisenoxiden bei steigendem pH-Wert sinkt.

Answer

Die Konzentration von $Fe^{3+}$ steigt, da die Austauschkapazität der Ton-Humus-Komplexe zunimmt.

Answer

Die Konzentration bleibt konstant, da Eisen nicht durch den pH-Wert beeinflusst wird.

Answer

Die Konzentration von $Fe^{3+}$ steigt, da die Wurzeln bei höherem pH-Wert mehr Protonen abgeben.

Question 9

Eine Pflanze zeigt Chlorosen an den jungen Blättern, während die alten Blätter gesund bleiben. Welcher Nährstoffmangel liegt nach dem Gesetz der Mobilität vor? Geben Sie den Namen des Nährstoffs an.

Accepted Answer

Eisen

Question 10

Gegeben sei die Michaelis-Menten-Kinetik für die Phosphataufnahme durch PHT1-Transporter: $v = \frac{V_{max} \cdot [P]}{K_m + [P]}$. Wenn die Phosphatkonzentration $[P]$ im Boden extrem niedrig ist ($[P] \ll K_m$), wie verhält sich die Aufnahmerate $v$?

Accepted Answer

Option A

Answer

Option B

Answer

Option C

Answer

Option D

Question 11

Gräser (Strategie II) nutzen eine Ansäuerung der Rhizosphäre durch $H^+$-ATPase, um $Fe^{3+}$ zu $Fe^{2+}$ zu reduzieren, bevor sie es aufnehmen.

Accepted Answer

True

Answer

False

Question 12

Welche der folgenden Mechanismen tragen zur Erhöhung der Phosphorverfügbarkeit in der Rhizosphäre bei?

Answer

Sekretion von organischen Säuren zur Komplexierung von Metallionen

Answer

Abgabe von Phosphatasen zur Mineralisierung organischer Phosphorverbindungen

Answer

Symbiose mit Mykorrhizapilzen zur Vergrößerung des Wurzeloberflächenbereichs

Answer

Erhöhung des Boden-pH-Wertes durch Kalkung

Question 13

Berechnen Sie die relative Wachstumsrate $R$ basierend auf dem Gesetz des Minimums, wenn die Nährstoffkonzentrationen $N_1 = 0,5$ und $N_2 = 0,8$ (in relativen Einheiten) gegeben sind und der Bedarf für beide Nährstoffe bei $1,0$ liegt. Welcher Wert limitiert das Wachstum?

Accepted Answer

0,5

Question 14

Ein Chloroplast absorbiert Licht mit einer Wellenlänge von $\lambda = 680\,nm$. Berechnen Sie die Energie eines Photons in Joule ($J$) unter Verwendung der Formel $E = \frac{h \cdot c}{\lambda}$, wobei $h = 6{,}626 \cdot 10^{-34}\,J\cdot s$ und $c = 3 \cdot 10^8\,m/s$. Geben Sie das Ergebnis in $10^{-19}\,J$ an.

Accepted Answer

2{,}92

Question 15

Betrachten Sie die Stöchiometrie des Calvin-Zyklus. Wie viele Moleküle ATP und NADPH werden benötigt, um ein Molekül Glycerinaldehyd-3-phosphat ($G3P$) aus $3\,CO_2$ zu synthetisieren?

Accepted Answer

9 ATP und 6 NADPH

Answer

3 ATP und 3 NADPH

Answer

6 ATP und 9 NADPH

Answer

12 ATP und 12 NADPH

Question 16

Bei der Photorespiration reagiert Rubisco mit $O_2$ anstelle von $CO_2$. Dabei entsteht $2$-Phosphoglycolat, welches unter Energieaufwand und Freisetzung von $CO_2$ in den Peroxisomen und Mitochondrien recycelt werden muss.

Accepted Answer

True

Answer

False

Question 17

In einem C4-Pflanzensystem wird $CO_2$ zunächst durch PEP-Carboxylase fixiert. Wenn die Konzentration von $CO_2$ im Mesophyll $10\,\mu M$ beträgt und die Affinität der PEP-Carboxylase $K_m = 5\,\mu M$ ist, berechnen Sie das Verhältnis der Reaktionsgeschwindigkeit $v$ zur maximalen Geschwindigkeit $V_{max}$ gemäß der Michaelis-Menten-Gleichung $v = \frac{V_{max} \cdot [S]}{K_m + [S]}$.

Accepted Answer

0{,}67

Question 18

Welche der folgenden Mechanismen tragen dazu bei, die Effizienz der $CO_2$-Fixierung in C4-Pflanzen gegenüber C3-Pflanzen bei hohen Temperaturen zu erhöhen?

Answer

Räumliche Trennung von PEP-Carboxylase und Rubisco

Answer

Erhöhung der $CO_2$-Konzentration in den Bündelscheidenzellen

Answer

Unterdrückung der Oxygenase-Aktivität der Rubisco

Answer

Verstärkte Lichtabsorption durch zusätzliche Antennenpigmente

Question 19

Ein Elektron durchläuft das Z-Schema. Wenn das Redoxpotential des Wassers bei $E_0' = +0{,}82\,V$ liegt und das von $NADP^+$ bei $E_0' = -0{,}32\,V$, berechnen Sie die benötigte freie Energie $\Delta G^0$ für den Transfer eines Elektrons unter Verwendung von $\Delta G^0 = -n \cdot F \cdot \Delta E^0$, wobei $F = 96{,}485\,kJ/(V\cdot mol)$ und $n=1$. Geben Sie das Ergebnis in $kJ/mol$ an.

Accepted Answer

110

Question 20

Warum ist die CAM-Photosynthese energetisch kostspieliger als die C3-Photosynthese, obwohl sie unter ariden Bedingungen vorteilhaft ist?

Accepted Answer

Aufgrund des aktiven Transports von Malat in die Vakuole und der nächtlichen Speicherung.

Answer

Aufgrund der doppelten Fixierung von $CO_2$ durch Rubisco.

Answer

Weil CAM-Pflanzen mehr Lichtenergie für die Photolyse des Wassers benötigen.

Answer

Weil die PEP-Carboxylase eine geringere Affinität zu $CO_2$ besitzt als Rubisco.

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