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Description
Flashcards by Sascha Müller, updated more than 1 year ago
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Created by Sascha Müller
over 6 years ago
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| Question | Answer |
| Beschreibe die Wechselbeziehung zwischen Fotosynthese und Zellatmung. | |
| Bennene die Bruttogleichung der Fotosynthese. | |
| Welche Aussenfaktoren bestimmen die Fotosynthese wesentlich? | - Licht - Temperatur - Kohlenstoffdioxid |
| Beschreibe 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. |
| Welcher 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. |
| Was charakterisiert der Lichtkompensationspunkt bei der Fotosynthese? | Die Lichtintensität, bei der die CO2-Abgabe und die CO2-Aufnahme gleich hoch sind. |
| Was ist eine Lichtsättigung? | - Ab einer bestimmten Lichtintensität führt eine weitere Zunahme der Lichtinensität zu keiner Erhöhung der Fotosyntheseleistung. - Es gibt eine Sättigungskurve. |
| Was 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. |
| Was 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. |
| Beschreibe 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. |
| Wo finden sich Chloroplasten? | Sind nur in pflanzlichen, eukaryotischen Zellen zu finden. In ihnen findet die Photosynthese statt. |
| Beschreibe 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 |
| Schematische Darstellung des Aufbaus eines Chloroplasten. | |
| Was beeinflusst das Absorptionsspektrum? | Die verschiendenen Blattfarbstoffe in den Thylakoiden der Chloroplasten. |
| Wie 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). |
| Was 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. |
| Was 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). |
| Was 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). |
| Schematische Darstellung Antennenkomplexe und Reaktionszentrum eines Fotosystems. | |
| Beschreibe den Emerson-Effekt. | - Zwei zusammenhängende Fotosysteme haben mehr als die doppelte Fotosyntheseleistung als Fotosystem I und Fotosystem II einzeln. |
| Wo 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) |
| In welche zwei Teilvorgänge lässt sich die Fotosynthese gliedern? | - lichtabhängige Bildung von Sauerstof, NADPH + H+ und ATP (Primärreaktion) - lichtunabhängige Reduktion von CO2 zu Glucose (Sekundärreaktion). |
| Was ist die Fotolyse? | Wassermoleküle werden durch Licht und Enzyme in Sauerstoff, Protonen und Elektronen zerlegt. |
| Beschreibe 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). |
| Beschreibe 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. |
| Beschreibe 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). |
| Beschreibe 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+. |
| Beschreibe 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. |
| Schematische Darstellung der lichtabhängigen Reaktionen. | |
| Beschreibe die drei Abschnitte des Kreisprozesses der lichtunabhängigen Reaktion (Calvin-Zyklus) Abschnitt 1 | Fixierung 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). |
| Beschreibe die drei Abschnitte des Kreisprozesses der lichtunabhängigen Reaktion (Calvin-Zyklus) Abschnitt 2 | Reduktion des C3-Körpers - Produkte der Primärreaktionen ATP und NADPH + H+ werden zur Reduktion des C3-Körpers eingesetzt und in einen C6-Körper umgesetzt (Glucose). |
| Beschreibe die drei Abschnitte des Kreisprozesses der lichtunabhängigen Reaktion (Calvin-Zyklus) Abschnitt 3 | Regenerierung des Primärakzeptors - 10 C3-Körper werden in mehereren enzymkatalysierten Schritten zu 6 C5-Körpern umgebaut. |
| Was 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. |
| Was 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). |
| Welche Besonderheiten zeigen C4-Pflanzen im anatomischen Bereich? | - besitzen Bündelscheidezellen, die Leitbündel umschliessen. - Mesophyllzellen liegen zwischen Leitbündelscheide und Blatepidermis. |
| Wie 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. |
| Nenne Beispiele für C4-Pflanzen | Beispiele sind: - Mais - Zuckerrohr - Hirse (Bei optimaler Lichtversorgung zeigen C4-Pflanzen höhere Zuwachsrate als C3-Pflanzen). |
| Schematische Darstellung des Stoffwechselwegs der C4-Pflanzen | |
| Was 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. |
| Wie 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. |
| Was versteht man unter diurnalem Säurezyklus? | - Regelmässige Änderung des Säuregehaltes im Tag-Nacht-Rhythmus. |
| Wie verhält sich die CAM-Pflanze im Vergleich zu C3-Pflanzen? | - CAM-Pflanzen sind effektive Wassersparer bei allerdings deutlich niedriger Produktivität. |
| Nenne 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 |
| Nenne 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. |
| Nenne 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. |
| Nenne 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. |
| Nenne 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. |
| Nenne 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. |
| Nenne 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. |
| Struktur 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. |
| Schematische Darstellung des Aufbau des Blattes. | |
| Beschreibe 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. |
| Was ist für die Abdichtung häufig in der Cuticula eingelagert oder auf ihr gelagert? | Cutin bestehend aus: - polyesterartige Polymere - Cellulose - Pektine - optional auch Wachse |
| Beschreibe 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. |
| Beschreibe 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. |
| Beschreibe die untere Epidermis. | - besteht aus chlorophyllfreien Zellen ohne kräftige Cuticula. - Enthält die sogenannte Spaltöffnung, über die der Interzellularraum mit Aussenluft in Verbindung tritt. |
| Beschreibe 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. |
| Beschreibe 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. |
| Beschreibe 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. |
| Schematische Darstellung der Stomata. |
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