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NaWaRo > Photosynthese > Flashcards

Photosynthese Flashcards

1
Q

Welche Organismen können Photosynthese durchführen?

A

Autotrophe Organismen (Pflanzenm Algen, viele Bakterien)

Hinweis: Autotrophie altgr. Autotroph: „sich selbst ernährend“ Fähigkeit, Baustoffe ausschließlich aus anorganischen Stoffen aufzubauen; Photosynthese treibende Primärproduzenten (insbesondere Pflanzen)

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2
Q

Beispiele von Heterotrophe Organismen?

A

Tiere, Pilze, viele Bakterien

Hinweis: Heterotrophie organische Verbindungen zum Stoffwechsel nötig:
◼ Herbivoren = Pflanzenfresser ◼ Carnivoren = Fleischfresser ◼ Omnivoren = Allesfresser
◼ Destruenten

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3
Q

Wie funktioniert den Stoffkreislauf?

A
  • Anorganische Stoffe werden von Produzenten (Autotrophe) aufgenommen und z.B. durch Photosynthese in organischen Stoffen umgewandelt
  • Diese Produzenten sterben entweder ab und bilden tote org. Materie, oder sind die Produzenten/ deren Produkte von Primärkonsumenten gefressen, die von Sekundärkonsumenten gefressen wird. Der Endkonsument ist das Ende der Nahrungskette
  • Die Stoffwechselprodukte der Konsumenten und deren Körper bilden nach dem Tod tote organische Materie
  • Die tote organische Materie wird von Destruenten (Saprovore, die die verkleinerte tote org. Materie ausscheiden; Mineralisierer, die die org. Materie nach den Saprovoren in anorganischen Stoffen umwandeln) in anorganischen Stoffen umgewandelt
  • Die Destruenten gehen auch zurück in der Kreislauf, indem sie entweder absterben und tote org. Materie bilden, oder werden sie teilweise von Konsumenten gefressen
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4
Q

Wie läuft die Photosynthese bei grünen Pflanzen?

A

CO2 + H2O + Lichtenergie —> Kohlenhydrate + O2

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5
Q

Wie läuft die Photosynthese bei einigen Bakteriengruppen (bakterielle Photosynthese)?

A

CO2 + H2S + Lichtenergie —> Kohlenhydrate + S

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6
Q

Wie läuft die Chemosynthese bei einigen Bakteriengruppen?

A

CO2 + H2O + chemische Energie —> Kohlenhydrate + O2

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7
Q

Wie läuft die Atmung bei Pflanzen und Tieren?

A

Kohlenhydrate + O2 —> chemische Energie + CO2 + H2O

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8
Q

Wie läuft die Gärung bei Hefepilzen und einigen Bakteriengruppen?

A

Kohlenhydrate —> chemische Energie + Alkohol + Milchsäure + andere

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9
Q

Was sind die Schichten einen typisches Laubblatts?

A

◼ Oberhaut mit Wachsschicht
◼ Palisadengewebe
◼ Schwammgewebe
◼ Leitungs-und Festigungsgewebe
◼ Unterhaut mit Spaltöffnungen

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10
Q

Was ist die Funktion von Wachsschicht?

A

Verhindert Wasserverlust

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11
Q

Was ist die Funktion von Spaltöffnungen?

A

Gasaustausch

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12
Q

Was ist die Funktion von Oberhaut und Unterhaut?

A

Schutz des inneren Gewebes

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13
Q

Was ist die Funktion von Palisadengewebe?

A

Photosynthese in Chloroplasten-reichen Zellen

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14
Q

Was ist die Funktion von Schwammgewebe?

A

Besitzt ebenfalls Chloroplasten. Zwischenräume sind jedoch recht groß, enthalten Luft und bilden mit der Atemhöhle ein Kammersystem für den Gasaustausch.

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15
Q

Was sind die Funktionen von Leitungs- und Festigungsgewebe?

A

Transportiert Wasser (Wurzel→Blätter) und Säfte (Blätter →Stamm, Wurzel), Stützfunktion

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16
Q

Was ist die Bruttogleichung für Photosynthese?

A

6 CO2 + 6 H2O + hn → C6H12O6 + 6 O2

h = Plancksches Wirkungsquantum; n = Frequenz; hn = Energie
n = nu

17
Q

Wo findet Photosynthese statt?

A

Findet in den Chloroplasten (Hunderte pro Zelle) statt

18
Q

Was sind Phasenreaktionen für Photosynthese und wo im Chloroplasten finden sie statt?

A

2 Phasen: Lichtreaktion, Dunkelreaktion
◼ Thylakoidsystem (→ Lichtreaktion): Anordnungen von Hohlräumen, in denen sich die Pigmente Chlorophyll und Carotin befinden.
◼ Pigmente verantwortlich für die Lichtabsorption
◼ Stroma (→ Dunkelreaktion): beinhaltet Enzyme, die zur Bindung von CO2, zur Synthese von Zuckerbausteinen und Stärke oder der Nitrit- und Sulfatreduktion dienen.

19
Q

Was ist die chemische Name von Chlorophyll und welche Wellenlängen von Licht absorbiert es?

A

Es ist substituiertes Tetrapyrrol und absorbiert kleine und große Wellenlängen, nicht mittlere (Grun), deshalb sieht es Grun aus

20
Q

Wie hängen Licht- und Dunkelreaktion zusammen?

A
  • Licht wird mithilfe Chlorophyll absorbiert, wobei die Lichtreaktion in Thylakoide stattfindet. Dort wird H2O in O2 umgewandelt
  • Dann wird die von Licht produzierte Proton durch NADP (im Form von NADPH/H+) für die Dunkelreaktion zum Stroma transportiert. ATP transportiert dort Energie
  • Dann findet in Stroma Dunkelreaktion statt, wo CO2 in Zucker umgewandelt wird
21
Q

Was ist genau ATP?

A

ATP ist Adenosintriphosphat und ist quasi das Energy Carrier. Es ist der geladene Form von ADP (Adenosindiphosphat), was der ungeladene Form ist.

22
Q

Was ist genau NADP?

A

NADP oder Nicotinsäureamid-Adenin-Dinukleotid-Phosphat ist die Hydridionen (H– = 1 Proton, 2 Elektronen) übertragendes Koenzym, das an zahlreichen Redoxreaktionen des Stoffwechsels der Zelle beteiligt ist

23
Q

Was macht die Lichtreaktion?

A

Stellt Energie für Kohlenstoffbindung bereit (Temp.-unabhängig, lichtabhängig)

24
Q

Was ist die Bruttogleichung für die Lichtreaktion?

A

12 H2O + 12 NADP+ + n ADP + n P + hn → 12 NADPH+H+ + n ATP + 6 O2

25
Q

Was macht die Dunkelreaktion?

A

Kohlenhydratbildung aus CO2 (T-abhängig, lichtunabhängig)

26
Q

Was ist die Bruttogleichung für die Dunkelreaktion (C3-Pflanzen)?

A

6 CO2 + 12 NADPH+H+ + 18 ATP → C6H12O6 + 6 H2O + 18 ADP + 18 P + 12 NADP+

27
Q

Wie läuft die Dunkelreaktion bei C3- Pflanzen genau?

A
  1. Stufe: CO2-Fixierung an Ribulose-1,5-diphosphat (Carboxylase) (Hat 5 C und nimmt C aus CO2 für C6 Bildung)
    → Bildung C6-Körper, sofortiger Zerfall
    → Bildung C3-Körper (3-Phosphoglycerat)
  2. Stufe: Umbildung des 3-Phosphoglycerat über mehrere Zwischenstufen in Hexosephosphate
    ◼ Jedes 6. Molekül Fructosephosphat wird zum Isomeren Glucosephosphat
    ◼ Glucosephosphat + Fructosephosphat → Saccharose
  3. Stufe: Regeneration des Ribulose-1,5-bisphosphat (Ist ein Kreislauf, also Calvin-Zyklus)
28
Q

Wie sind C3 und C4 Pflanzen unterschiedlich?

A

C3 sind heimische Pflanzen und C4 sind meisten in subtropischen Regionen gefunden. C4-Pflanzen haben kleinere Spaltöffnung im Blatt, um wenige H2O zu verlieren, d.h. auch Hemmung der CO2-Aufnahme.

29
Q

Was passiert bei Lichtreaktion genau?

A
  • Chlorophyll wird durch Licht angeregt (das führt zu einem Elektronentransport)
  • Dadurch wird ADP in ATP umgewandelt, was bei Dunkelreaktion die Energie abgibt und als ADP zurückkommt
  • Die aus den Chlorophyll genommene e- müssen nachgeführt werden, deshalb wird H2O gespaltet
  • die e- geht zum Chlorophyll und die Proton wird durch NADP für die Dunkelreaktion genommen
30
Q

Wie läuft Dunkelreaktion in C4-Pflanzen unterschiedlich zu C3?

A

◼ Photosynthese bei geringeren CO2-Konzentrationen möglich
◼ In Mesophyllzellen: Phosphoenol-Pyruvat anstelle von Ribulosediphosphat als CO2-Akzeptor (größere CO2-Affinität)
◼ Erstes Produkt: C4-Dicarbonsäure→„C4“-Pflanzen
◼ C4-Körper wird in Leitbündelzellen überführt
◼ Dort Freisetzung des CO2 und Beginn Calvin-Zyklus (identisch zu C3)

31
Q

Wie läuft die Dunkelatmung in Pflanzen?

A

◼ Erfolgt in den Mitochondrien („Kraftwerke der Zelle“)
◼ Kohlenhydratabbau (Dissimilation)
◼ Übertragung von Wasserstoff auf O2 mittels Elektronentransportkette
◼ Bildung von ATP (36 mol / mol Glucose) → Wirkungsgrad aerobe Atmung: 37 – 47 %

32
Q

Was ist die Bruttogleichung für Dunkelatmung?

A

C6H12O6 + 6 O2 + 6 H2O→6 CO2 + 12 H2O + 2.870 kJ/mol

33
Q

Wofür wird die Energie aus Atmen verwendet?

A

◼ Stoffwechselvorgänge
◼ Aufbau Pflanzenmasse (Proteine, Fette, Cellulose)
◼ Temperaturregelung durch Wasserabgabe (Transpiration)

34
Q

Was ist die Doppelfunktion des Ribulosediphosphats?

A

Konzentration an CO2 und O2 in den Chloroplasten bestimmt, ob es als Carboxylase (Photosynthese) oder als Oxygenase (Atmung) fungiert
◼ Hohe O2-Konzentration und geringes CO2-Angebot →Begünstigung der Lichtatmung
◼ Niedrige O2-Konzentration und großes CO2-Angebot →Begünstigung der Photosynthese

35
Q

Wie läuft die Lichtatmung in Pflanzen?

A

◼ Lichtatmung nicht mit ATP-Bildung verbunden →„energetisch nutzlose“ CO2-Bildung
◼ 20 – 50 % des photosynthetisch fixierten CO2 gehen direkt wieder verloren
◼ Keine messbare Lichtatmung bei C4-Pflanzen
- Lichtatmung findet nur in den Bündelscheidenzellen statt
- das dabei erzeugte CO2 wird in den Mesophyllzellen refixiert, bevor es das Blatt verlässt
- Mesophyllzellen enthalten kein Ribulosediphosp

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