Fichas
3. Stoffwechsel: 3.3. Fotosynthese
Fichas del conjunto (60)
- 1Beschreibe die Wechselbeziehung zwischen Fotosynthese und Zellatmung.
- 2Bennene die Bruttogleichung der Fotosynthese.
- 3Welche Aussenfaktoren bestimmen die Fotosynthese wesentlich?- Licht
- Temperatur
- Kohlenstoffdioxid - 4Beschreibe die Fotosynthese im Überblick.- Pflanzen bauen aus den energiearmen, anorganischen Stoffen Kohlenstoffdioxid und Wasser in den Chloroplasten die energiereiche organische Verbindung Glucose auf. Als Nebenprodukt wird Sauerstoff frei. Die Energie stammt vom Sonnenlicht.
- Bei der Fotosynthese wird Lichtenergie in chemische Energie umgewandelt. - 5Welcher Kreislauf stösst die Fotosynthese an?- Pflanzen bauen aus energiearmen, anorganischen Stoffen Glucose für den Aufbau körpereigener Stoffe auf. Sie sind AUTOTROPHE Organismen (SELBST-Nahrung).
- Pflanzliche Biomasse dient übrigen Lebewesen als Nahrungsgrundlage (HETEROTROPHE Organismen, FREMD-Nahrung).
- Heterotrophe Organismen bauen organische Stoffe zu energiearmen, anorganischen Stoffen ab. - 6Was charakterisiert der Lichtkompensationspunkt bei der Fotosynthese?Die Lichtintensität, bei der die CO2-Abgabe und die CO2-Aufnahme gleich hoch sind.
- 7Was ist eine Lichtsättigung?- Ab einer bestimmten Lichtintensität führt eine weitere Zunahme der Lichtinensität zu keiner Erhöhung der Fotosyntheseleistung.
- Es gibt eine Sättigungskurve. - 8Was beeinflusst die Wirkung der Temperatur auf die Fotosynthese?- Eine Beeinflussung der Temperatur auf die Fotosyntese findet nur dort statt, wo enzymatische Reaktionen bestimmend sind.
- Starklicht: hoher Einfluss der Temperatur
- Schwachlicht: praktisch kein Einfluss der Temperatur auf Fotosynthese. - 9Was besagt das Minimumgesetz?- Bei der Fotosynthese wirken alle Faktoren (Licht, Temperatur, Kohlenstoffdioxid) zusammen.
- Der Faktor, der am meisten vom Optimum entfernt ist, limitiert die Fotosyntheserate.
- Beispiel: Trotz optimaler Licht- und Temperaturverhältnisse ist Fotosyntheserate begrenzt, wenn zu wenig Kohlenstoffdioxid vorhanden ist. - 10Beschreibe den Bau von Chloroplasten.- Chloroplasten (in grünen Blättern vorhanden) sind von einer Doppelmembran umschlossen.
- Innere Membran schnürt Thylakoide ab: Stroma (Grundsubstanz) und Grana (übereinanderliegende Granathylakoide).
- Innenraum in zwei getrennte Reaktionsräume gegliedert. - 11Wo finden sich Chloroplasten?Sind nur in pflanzlichen, eukaryotischen Zellen zu finden. In ihnen findet die Photosynthese statt.
- 12Beschreibe die Reaktion, die in Chloroplasten abläuft - in Worten - mit der Formel.in Worten
Energie (Lichtenergie)+Kohlenstoffdioxid + Wasser --> Zucker + Sauerstoff
mit der Formel
6CO2 + 6H2O --> C6H12O6 + 6 O2 - 13Schematische Darstellung des Aufbaus eines Chloroplasten.
- 14Was beeinflusst das Absorptionsspektrum?Die verschiendenen Blattfarbstoffe in den Thylakoiden der Chloroplasten.
- 15Wie verhält sich die Absorption gegenüber unterschiedlicher Wellenlängen des Lichts?- Chlorophyll a absorbiert vorwiegend im blauen und roten Bereich.
- Chlorophyll b hat Maxima bei mittleren Wellenlängen.
- Sämtliche Pigmente nur geringe Absorption im grünen Bereich (Grünlücke). - 16Was zeigt der Vergleich von Absorptions- und Wirkungsspektrum?- nur absorbiertes Licht ist photosynthetisch wirksam.
- Chlorophyll a ist das zentrale Fotosynthese-Pigment; die Maxima beider Spektren stimmen hier überein.
- Chlorophyll b und Beta-Carotin verringern Grünlücke. Sie absorbieren Licht, wo Chlorophyll a nicht absorbiert; sie sind Antennen- oder Hilfspigmente. - 17Was beschreibt der Engelmann'sche Bakterienversuch?- Grünalge wird mit Licht unterschiedlicher Wellenlänge bestrahlt.
- Bakterien lagern sich bevorzugt dort an, wo Fotosynthese der Alge ihre Leistungsmaxima haben (im blau-violetten und im orange-roten Bereich des sichtbaren Lichts). - 18Was sind Fotosysteme?Fotosysteme sind funktionelle Einheiten aus verschiedenen Fotosynthese-farbstoffen, die sich in den Thylakoidmembranen der Chloroplasten befinden. Sie besitzen einen lichtsammelnden ANNTENNENKOMPLEX, der aus zahlreichen Chlorophyll-Molekülen und Cartinoiden besteht (auch LHC-Komplex genannt).
- 19Schematische Darstellung Antennenkomplexe und Reaktionszentrum eines Fotosystems.
- 20Beschreibe den Emerson-Effekt.- Zwei zusammenhängende Fotosysteme haben mehr als die doppelte Fotosyntheseleistung als Fotosystem I und Fotosystem II einzeln.
- 21Wo liegt beim Fotosystem I Reaktionsmaxium und wo beim Fotosystem II?Fotosystem I:
- Chlorophyll a reagiert am besten bei 700 nm (P700);
Fotosystem II:
- bei 680 nm (P680) - 22In welche zwei Teilvorgänge lässt sich die Fotosynthese gliedern?- lichtabhängige Bildung von Sauerstof, NADPH + H+ und ATP (Primärreaktion)
- lichtunabhängige Reduktion von CO2 zu Glucose (Sekundärreaktion). - 23Was ist die Fotolyse?Wassermoleküle werden durch Licht und Enzyme in Sauerstoff, Protonen und Elektronen zerlegt.
- 24Beschreibe den ersten Schritt der lichtabhängigen Reaktion: P680 und Fotolyse des Wassers.- Lichtabsorption durch Antennenkomplex Fotosystem II und Weiterleitung an Reaktionszentrum P680.
- Chlorophyll a-Molekül wird angeregt und gibt energiereiches Elektron an Akzeptator-molekül weiter. Diese Lücke wird gefüllt mit Elektronen, die aus der Spaltung von Wasser stammen (Fotolyse). - 25Beschreibe den zweiten Schritt der lichtabhängigen Reaktion: Elektronentransport und ATP-Bildung (Teil 1)- Angeregte Elektronen fliessen vom Azeptormolekül des Fotosystems II zum Fotosystem I.
- Passieren dabei verschiedene Redox-systeme: Plastochinon, Cytochrom-b/f-Komplex, Plastocyanin.
- Elektronentransfer läuft bergab, d.h. von Redoxsystem mit hohem Energieniveau zu tiefem Energienivau. - 26Beschreibe den zweiten Schritt der lichtabhängigen Reaktion: Elektronentransport und ATP-Bildung (Teil 2)- Es werden H+-Ionen gegen Konzentrationsgefälle in Thylakoid-Innenraum gepumpt.
- Es entsteht ein Protonengradient, der zur ATP-Bildung genutzt wird.
- Protonen fliessen durch Enzym ATP-Synthase zurück ins Stroma und bilden ATP (Fotophosphorylierung). - 27Beschreibe den zweiten Schritt der lichtabhängigen Reaktion: Elektronentransport und ATP-Bildung (Teil 3)- Elektronen gelangen zum Fotosystem I (P700).
- Sie füllen Elektronenlücke, die durch weitere lichtinduzierte Anregung eines Elektrons entstand.
- Elektron wird von einem Redoxsystem (Ferredoxin) übernommen und auf NADP+ übertragen.
- Es entsteht NADPH + H+. - 28Beschreibe den zyklischen Elektronentransport.- Bei ausreichend hoher Konzentration an NADPH + H+ in der Zelle ist Elektronenfluss nur über das Fotosystem I möglich.
- Vom P700 auf Ferredoxin übertragene Elektronen fliessen über den Cytochorom-b/f-Komplex zum P700 zurück und erzeugen ATP. - 29Schematische Darstellung der lichtabhängigen Reaktionen.
- 30Beschreibe die drei Abschnitte des Kreisprozesses der lichtunabhängigen Reaktion (Calvin-Zyklus) Abschnitt 1Fixierung von CO2:
- Primärakzeptor ist C5-Körper (Ribulose-1,5-bisphosphat)
- Katalysierung durch Enzym Rubisco
- Produkt ist C6-Körper, der instabil ist und in zwei C3-Körper zerfällt (3-Phosphoglycerat). - 31Beschreibe die drei Abschnitte des Kreisprozesses der lichtunabhängigen Reaktion (Calvin-Zyklus) Abschnitt 2Reduktion des C3-Körpers
- Produkte der Primärreaktionen ATP und NADPH + H+ werden zur Reduktion des C3-Körpers eingesetzt und in einen C6-Körper umgesetzt (Glucose). - 32Beschreibe die drei Abschnitte des Kreisprozesses der lichtunabhängigen Reaktion (Calvin-Zyklus) Abschnitt 3Regenerierung des Primärakzeptors
- 10 C3-Körper werden in mehereren enzymkatalysierten Schritten zu 6 C5-Körpern umgebaut. - 33Was versteht man unter Lichtatmung (Fotorespiration)?An heissen Sommertagen schliessen die meisten grünen Pflanzen über Mittag ihre Spaltöffnungen, um Wasserverlust einzuschränken. Dabei wird auch CO2-Aufnahme eingeschränkt und Fotosyntheseleistung beschränkt.
Das Enzym Rubisco bindet nun O2 anstelle von CO2. Das Produkt zerfällt.
Bei dieser Lichtatmung werden weder Nährstoffe noch ATP gebildet. Fotosynthese wird so zusätzlich gemindert. - 34Was sind C4-Pflanzen?- Bei C4-Pflanzen wird CO2 zuerst an einen C3-Körper (Phospoenolpyruvat, PEP) gebunden.
- Das katalysierende Enzym PEP-Carboxylase hat deutlich hörere Affinität zu CO2 als Rubisco.
- Folge: auch bei geringer CO2-Versorgung gibt es ausreichende Fotosynthese.
- Bei dieser CO2-Fixierung bildet sich Apfelsäure; diese hat 4 C-Atome (=C4-Pflanzen). - 35Welche Besonderheiten zeigen C4-Pflanzen im anatomischen Bereich?- besitzen Bündelscheidezellen, die Leitbündel umschliessen.
- Mesophyllzellen liegen zwischen Leitbündelscheide und Blatepidermis. - 36Wie erfolgt der Stoffwechsel bei C4-Pflanzen?- CO2-Fixierung erfolgt bei Mesophyllzellen.
- Nach CO2-Bindung werden C4-Körper in Bündelscheidezellen transportiert, in denen CO2 freigesetzt und anschliessend wieder gebunden wird.
- Aufgrund höherer CO2-Konzentration finden kein Stoffverlust durch Lichtatmung statt.
- Weiterverarbeitng durch Calvin-Zyklus. - 37Nenne Beispiele für C4-PflanzenBeispiele sind:
- Mais
- Zuckerrohr
- Hirse
(Bei optimaler Lichtversorgung zeigen C4-Pflanzen höhere Zuwachsrate als C3-Pflanzen). - 38Schematische Darstellung des Stoffwechselwegs der C4-Pflanzen
- 39Was sind CAM-Pflanzen (Crassulaceen Acid Metabolism)?- Es sind Dickblattgewächse, aber auch Kakteen und Ananaspflanzen.
- Sie öffnen nachts ihre Spaltenöffnungen und schliessen sie tagsüber, um Wasserverluste zu vermeiden. - 40Wie erfolgt die CO2-Aufnahme bei CAM-Pflanzen?Analog C4-Pflanzen:
- nachts wird Apfelsäure in Vakuolen gespeichert, wodurch pH-Wert des Zellsafts sinkt.
- Tagsüber wird Spaltenöffnung geschlossen, Apfelsäure wird wieder gespalten, pH-Wert steigt.
- freigesetztes CO2 wird tagsüber im Calvin-Zyklus verarbeitet. - 41Was versteht man unter diurnalem Säurezyklus?- Regelmässige Änderung des Säuregehaltes im Tag-Nacht-Rhythmus.
- 42Wie verhält sich die CAM-Pflanze im Vergleich zu C3-Pflanzen?- CAM-Pflanzen sind effektive Wassersparer bei allerdings deutlich niedriger Produktivität.
- 43Nenne die Anpassungen der Pflanzen bzw. des Blattes an die Umweltbedingungen (nur Begriffe)- Lichtblatt: Blattaufbau an sonnigen St.
- Schattenblatt: Blattaufbau an schattigen Standorten.
- Hydrophyten: Wasserpflanzen
- Hygrophythen: feuchte Standorte
- Xerophyten: trockenen Standorte
- Tropophyten: wechselfeuchte Standorte - 44Nenne die Merkmale von Pflanzen mit Blattaufbau an sonnigen Standorten (Lichtblatt)- Lichtblätter sind klein, schmal und dick
- Getreidearten oder z.B. Kiefern
- stark ausgeprägte Kutikula, Epidermis ist ein- bis mehrschichtig.
- Palisaden- und Schwammgewebe stark ausgepräft und Interzellulare ist eng.
- Tiefwurzler. - 45Nenne die Merkmale von Pflanzen mit Blattaufbau an schattigen Standorten (Schattenblatt)- Blätter gross und dünn
- Springkraut oder Wald-Sauerklee.
- Kutikula dünn oder fehlt
- nur einschichtige Epidermis.
- Palisaden- und Schwammgewebe schwach entwickelt.
- keine tiefen Wurzeln; Wurzelsystem wenig entwickelt. - 46Nenne die Merkmale von Wasserpflanzen (Hydrophyten)- Algen oder Pflanzen in stehenden Gewässern.
- besitzen keine Kutikula
- Wurzeln, wenn überhaupt vorhanden, dienen nur der Verankerung im Boden.
- Wasser und Nährsalze werden über gesamte Pflanzenoberfläche aufgenommen. - 47Nenne die Merkmale von Pflanzen an feuchten Standorten (Hygrophyten)- kein Wasser-, aber einen Nährsalzmangel (wegen hoher Luftfeutigkeit -> geringe Transpirationsraten -> geringe Wasseraufnahme)
- dünne Kutikula und zahlreiche Spaltöffnungen.
- Wurzeldruck führt zu Ausscheidung von flüssigem Wasser (Guttationstropfen) -> Aufnahme von Wasser mit gelösten Salzen wieder möglich. - 48Nenne die Merkmale von Pflanzen auf trockenen Standorten (Xerophyten)- relativ kleine Blattfläche
- Kutikula ist verdickt
- besitzt zahlreiche Spaltöffnungen (an Oberfläche des Blattes eingesenkt und/oder abdeckbar z.B. durch Einrollen der Blätter).
- stark entwickeltes Wurzelwerk. - 49Nenne die Merkmale von Pflanzen wechselfeuter Standorte (Tropophyten)- Es gehört ein Grossteil unserer heimischen Pflanzen dazu.
- In Regenzeit: Blattaustrieb
- in Trockenheit: Blattabwurf.
- besitzen dicke Kultikula
- besonders dichte und eingesenkte Spaltöffnungen. - 50Struktur und Aufbau des Pflanzenkörpers: Welches sind die ursprünglichen Funktionen des Blattes?- Photosynthese: Aufbau von organischen Stoffen mit Hilfe von Licht.
- Transpiration (Abgabe von Wasser, Wasserverdunstung. - 51Schematische Darstellung des Aufbau des Blattes.
- 52Beschreibe die Cuticula.- Cuticula ist eine dünne Schicht, bestehend aus Wachse, welche den Aussenwänden der Epidermiszellen aufliegt.
- Wachsschicht ist wasserabweisend.
- Schützt Pflanze vor Wasserverlust.
- Erhöht Festigkeit der Epidermis. - 53Was ist für die Abdichtung häufig in der Cuticula eingelagert oder auf ihr gelagert?Cutin bestehend aus:
- polyesterartige Polymere
- Cellulose
- Pektine
- optional auch Wachse - 54Beschreibe das Palisadengewebe.- setzt sich aus zylidrischen, säulenförmigen Zellen zusammen.
- ist von Interzellularen (Hohlräume) durchzogen.
- sind nicht nur in einer Reihe, sondern auch zu einer Fläche angeordnet.
- 80 % der Chloroplasten eines Blattes sind im Palisadengewebe enthalten. - 55Beschreibe die obere Epidermis.- befindet sich zwischen Cuticula und dem Palisadengewebe.
- enthält keine Chloroplasten (ausgenommen Farne und Teile der Schattenpflanzen).
- Schutz des Blattes
- dichtet Blatt nach oben wasser- und luftdicht ab. - 56Beschreibe die untere Epidermis.- besteht aus chlorophyllfreien Zellen ohne kräftige Cuticula.
- Enthält die sogenannte Spaltöffnung, über die der Interzellularraum mit Aussenluft in Verbindung tritt. - 57Beschreibe das Schwammgewebe.- befindet sich unter der Palisadenschicht.
- besteht aus unregelmässig geformten, sternförmigen Zellen.
- hat weniger Chloroplasten.
- das Interzellurarsystem dient dem Gasaustausch der Photosynthese.
- Gase treten durch Stomata (Spaltöffnungen) ein und aus. - 58Beschreibe die Stomata (Spaltöffnungen).- Spaltöffnung wird aus zwei bohnenförmigen Zellen, den sog. Schliesszellen gebildet.
- Chloroplasten in Schliesszellen vorhanden.
- Aufnahme von Kohlenstoffdioxid und Abgabe von Wasser und Sauerstoff. - 59Beschreibe Vorgang der Spaltöffnung bzw. Spaltschliessung. (Stoma = Spaltöffnung) (Stomata = Spaltöffnungen)- Wasserverlust, Belichtung und CO2 führen zu höherem Turgordruck (=Druck des Zellsafts auf Zellwand).
- niedriger Turgordruck = Spaltöffnung geschlossen, da Zellwände im direkten Kontakt miteinander stehen.
- hoher Turgordruck = Zellen wölben sich im Kontaktbereich voneinander weg, Spalt öffnet sich. - 60Schematische Darstellung der Stomata.
Información
- Descripción
- Abitur (3. Stoffwechsel) Biologie Fichas sobre 3. Stoffwechsel: 3.3. Fotosynthese, creado por Sascha Müller el 19/08/2017.
- Creado por
- Sascha Müller
- Visitas
- 130
- Valoración