Biologie in der Oberstufe

2012-3

In diesem Abitur geht es um Pflanzen, speziell die Arkadien, als miteinander chemisch kommunizierende Lebewesen, die sich durch diese Kommunikation vor Fressfeinden schützen.

1.2

Wenn Ethylen an das Rezeptorprotein nach dem Schlüssel-Schloss-Prinzip bindet, kann das eine Signalweitergabe bewirken: Durch die Bindung wird an der Innenseite der Membran ein Enzym aktiviert, welches die Synthese eines Botenstoffs katalysiert, welcher bestimmte Gene aktiviert, die für Enzyme codieren, welche das Tannin aus einer Vorstufe synthetisieren. Durch diese Synthese erhöht sich die Konzentration des Gerbstoffes.

1.3

Das Tannin bindet an bestimmte Verdauungsenzymeim Dünndarm, sodass die Blätter nicht mehr richtig verdaut werden können, da durch die Bindung diese Enzyme inaktiviert wurden. Dadurch treten Verdauungsprobleme auf.

2.1

In einer Genwirkkette werden die Enzyme, die für die Umwandlung des Substrats über die Zwischenstufen in das Produkt nötig sind, alle von einem bestimmten Genabschnitt codiert, die oft nebeneinander liegen. Für die Umwandlung von Methionin zu Ethylen werden also 3 Genabschnitte benötigt, die für 3 verschiedene Enzyme codieren, von denen eines Methionin in S-Adenosylmethionin, eines dieses in ACC und eines dieses wiederum in Ethylen umwandelt. Ethylen kann nur hergestellt werden, wenn alle Zwischenreaktionen ablaufen.

2.2

Die Ursache ist eine Genmutation innerhalb des Genabschnitts, welches für das Enzym codiert, welches die Umwandlung von ACC zu Ethylen katalysiert. Dies hat zur Folge, dass die Akazie kein Ethylen herstellen kann. Die Akazien stellen also kein Tannin mehr her, sodass ihnen der Schutz vor Pflanzenfressern fehlt.

3

Wenn Antilopen lernen würden, möglichst sich an wenigen Akazien gleichzeitig zu halten und möglichst schnell zu fressen, dann können sie viel fressen ohne eine Tanninvergiftung zu erleiden.

Des Weiteren könnten Antilopen lernen, eher Akazienblätter von Akazien zu fressen, die eher abseits und entgegen der Windrichtung stehen, sodass diese Akazie ihr Ethylen nicht so schnell ausbreiten kann.