Photosynthese Flashcards

1
Q

Die mobilen Elektronencarrier der photosynthetischen Elektronentransportkette sind Ubiquinon und Cytochrom c.

A

Falsch
Die mitochondriale ETK ebenfalls mobile Elektronencarrier benötigen. Die heißen Ubiquinon und inzwischen Komplex 3 und 4, Cytochrom c. Und bei den photosynthetischen ETK ist das Plastoquinon (analog zum Ubiquinon) und eben Plastocyanin (analog zum Cyt c im Mitochondrien).

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2
Q

Die Fluoreszenz einer Chlorophyllösung ist gegenüber einer Thylakoidmembransuspension mit derselben Chlorophyllkonzentration immer höher.

A

Richtig
Die Fluoreszenz der Chlorophyllösung war ja einer der vier Möglichkeiten bei der Anregungsenergie. Nicht photochemisch abzugeben und dadurch dann eben ein benachbartes Pigment anzuregen. Die Chlorophylle in der Thylakoidmembran können die Anregungsenergie an weitere Pigmente weitergeben, die Chlorophylle in der Lösung müssen sie als Fluoreszenz abgeben.

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3
Q

Chlorophyll a absorbiert Lichtenergie im gelb-grünen Bereich.

A

Falsch
Es kann nicht Licht im grünen Bereich absorbieren, wenn es letztendlich grünes Licht reflektiert und Chlorophyll grün aussieht. Also muss die Absorption in anderen Wellenlängenbereiche auftreten (im blauen und im roten Wellenlängenbereiche)

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4
Q

Die Lichtabsorptionseigenschaften der Chl a und b tragen dazu bei, dass Chl a Anregungsenergie auf b übertragen kann.

A

Falsch
Die Übertragung von b zu a wahrscheinlicher ist als die Übertragung der Anregungsenergie von Chl a auf b. Der Grund ist, dass dann sind die hundertprozentige [Grundzahl] garantiert.

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5
Q

Das photosynthetische Absorptionsspektrum, das war das Wirkungsspektrum, eines Blattes ist identisch mit dem Absorptionsspektrum einer Pigmente.

A

Falsch
Sie sind ähnlich aber nicht identisch. Eine reine Chlorophylllösung hat eine sehr definierte Absorptionsmaximum. An Protein gebundene Chlorophylle können in ihrer Absorptionsverhalten variieren und sich unterscheiden. Darum wird das Aktions- und Wirkungsspektrum dem einer Chlorophylllösung nicht identisch sein.

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6
Q

Das PSII ist in der Stromthylakoiden untergebracht, da der Wasserspaltungsapparat (O2-bindende Komplex) in den Granastapeln eine sterische Behinderung erfahren würde.

A

Falsch
PSII sollte sich ausschließlich in den Granastapeln befinden. PSII ist nicht in den Stromathylakoiden zu finden und obwohl es ein Wasserspaltungsapparat besitzt, gibt es keine sterische Behinderung in diesem Stapel für diesen Proteinkomplex, der in das Lumen reintraft.

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7
Q

Die räumliche Trennung der beiden Photosysteme in der Thylakoidmembran beeinträchtigen die Photosyntheseleistung der Pflanzen.

A

Falsch
Sie sind räumlich voneinander getrennt aber sollte das zu einer Beeinträchtigung der Photosynthese führen, dann hätten die Pflanze im Laufe der Milliarde von Jahren was anderes einfallen lassen. Also obwohl sie in unterschiedliche Kompartimente zu finden sind, beeinträchtigt das die Photosynthese nicht.
Dazu gibt es die mobile Carrier, die letztendlich dafür sorgen dass die miteinander verbunden werden

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8
Q

Carotinoide dienen in der Photosynthese als Schutzpigmente und akzessorisches Pigmente. Deshalb befinden sie sich auch im Reaktionszentrum der Photosynthesekomplexe.

A

Richtig
In der Tat gibt es auch im Reaktionszentrum im Core-Komplex Carotinoide. Sie haben dort ebenfalls photogrund aktive Schutzfunktion, wie eben auch die Möglichkeit Pigmente akzessorisch zu wirken, photosynthetisch aktiv zu wirken, und die Anregungsenergie auf Chlorophyll zu übertragen. Beide Funktionen sind also in der Antennen, wie auch in der Core-Komplex zum Relevanz.

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9
Q

Eine Funktion der ETK in den Thylakoidmembran besteht darin, durch die Thylakoidmembran Protonen in das Lumen zu pumpen, die dazu beitragen, dass später ATP mittels Chemiosmose erzeugt wird.

A

Richtig
Kann durch die photosynthetische ETK in das Thylakoidmembran, der auch Protonen transportiert werden, damit ATP synthetisiert werden. Der Vorgang der ATP Synthese wird auch ATP Synthese genannt.
Es geht darum, in der photosynthetische ETK, Elektronen transportiert werden. Wenn es aber Protonentransport über die Membranen geht, dann handelt es sich um Protonen von der Stromaseite in die luminale Seite durch die Wirkung der Plastochinone. Plastochinone reduziert werden, nehmen sie auf der Stromaseite Protonen mit und entlassen diese Protonen dann, wenn das Plastochinon an Cyt b6f wieder oxidiert wird.

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10
Q

Die beide Photosysteme I und II sind ein Komplex von Protonenpumpenden Proteinen in der Thylakoidmembran.

A

Falsch
An den Photosysteme findet keine Protonenpumpen statt. Protonenpumpen können die Plastochinone oder Cyt b6f aber das PSI und PSII eben nicht. Da werden Elektronen transportiert aber nicht Protonen gepumpt oder weitergeleitet.

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11
Q

Die strukturelle Organisation des lichtgetriebenen Energietransfers und Elektronenflusses in Proteinkomplexen der Photosynthese ist durch die Synthese von Plastiden- und Kernkodierten Proteinen möglich.

A

Richtig
Sie erinnern sich, dass im einer der ersten Darstellungen zur Photosynthese waren die gesamt Darstellung aller beteiligten Proteine in zwei Farben. Diese Farben haben gezeigt, welcher der Untereinheiten Kernkodiert oder Plastidenkodiert sind. Also sind diese Proteinkomplexe sog. Mosaikkomplexe, die aus Protein besteht, die im Plastid oder Kern kodiert sind. Diese Untereinheiten sorgen für funktionsfähige Photosysteme.

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12
Q

Der lineare photosynthetische Elektronentransport ist wegen der Lokalisation des Photosystem I in den Stromathylakoiden und dem Photosystem II in den Granathylakoiden beeinträchtigt.

A

Falsch
Organismen im Laufe der Evolution so klug geworden sind, dass sie das abstellen würden, wenn die unterschiedliche Kompartimente von PSI und PSII beeinträchtigen würden.

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13
Q

Ohne Antennenkomplexe sind die Photosysteme I und II funktionsunfähig.

A

Falsch
Die Photosysteme besitzen seine eigene Pigmente aber sind mit den Antennenkomplexen viel effizient bei der Lichtabsorption.
Es gibt Mutante, in denen die Antennen nicht mehr ausgebildet werden und trotzdem sind diese Pflanze zu einer beschränkte Photosynthese in der Lage. Sie haben Wachstumsschwierigkeiten aber sie sind lebensfähig. Es gibt genügend Chlorophylle in den Core-Komplexen und damit ist es sicher gestellt, dass auch sie überleben können.

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14
Q

Innerhalb des Photosystems II sind die Eisen-Schwefelcluster die finalen Elektronenakzeptoren.

A

Falsch
Es gibt drei Eisen-Schwefel Cluster im PSI, die am Ende die Elektronen übertragen haben. Das PSII hat keine Eisen-Schwefel Cluster, sondern die Chinone. Es wird auch klassische beim PSII vom Chinontyp gesprochen und bei dem PSI vom Eisen-Schwefel Typ. In den Mikroorganismen, die Photosynthese betreiben, gibt es Bakterien die eben den Eisen-Schwefel Cluster Typ an Photosystem nutzen und es gibt andere die den Chinon-Typ nutzen. Die haben nur ein Photosystem, mit dem kommen sie gut aus, um ebenfalls effizient Photosynthese zu betreiben. Sie können das, weil sie eben eine andere Elektronenspender nutzen. Nicht eben Wasserspalten, sondern Moleküle, die elektronegativeres Redoxpotential besitzen wie z.B. Schwefelwasserstoff.

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15
Q

Innerhalb des Photosystems I werden die Elektronen abschließend auf das Plastoquinon QA übertragen.

A

Falsch
Es gibt drei Eisen-Schwefel Cluster im PSI, die am Ende die Elektronen übertragen haben. Das PSII hat keine Eisen-Schwefel Cluster, sondern die Chinone. Es wird auch klassische beim PSII vom Chinontyp gesprochen und bei dem PSI vom Eisen-Schwefel Typ. In den Mikroorganismen, die Photosynthese betreiben, gibt es Bakterien die eben den Eisen-Schwefel Cluster Typ an Photosystem nutzen und es gibt andere die den Chinon-Typ nutzen. Die haben nur ein Photosystem, mit dem kommen sie gut aus, um ebenfalls effizient Photosynthese zu betreiben. Sie können das, weil sie eben eine andere Elektronenspender nutzen. Nicht eben Wasserspalten, sondern Moleküle, die elektronegativeres Redoxpotential besitzen wie z.B. Schwefelwasserstoff.

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16
Q

In der Photosynthese durchlaufen Elektronen in der Thylakoidmembran eine Reihe von Redoxkomponenten und erzeugen dabei einen Protonengradienten, der für die oxidative Phosphorylierung zur ATP-Synthese benötigt wird.

A

Falsch
Die oxidative Phosphorylierung findet in den Mitochondrien statt. Das ist ein Vorgang, der in der Atmung stattfindet. Dort werden Elektronen final auf Sauerstoff übertragen. In der Photosynthese, der photosynthetische ETK ist Wasser, das Molekül das Elektronen abgibt, oxidiert wird, und damit Sauerstoff gebildet wird. Und damit handelt es sich nicht um eine oxidative sondern um eine photosynthetische Phosphorylierung. Es gibt noch die Substrat Phosphorylierung, von denen Sie gehört haben, wo auf diese Art und Weise ATP gebildet werden kann.

17
Q

Die Rolle von NADPH in der Photosynthese ist die energieaufwendige Oxidation von Kohlenstoffverbindungen im Calvin-Zyklus.

A

Falsch

Der Fehler liegt bei dem Wort “Oxidation”. Das sind reduktive Prozesse, die hier im Zyklus stattfinden.

18
Q

Zyklischer und nicht-zyklischer photosynthetischer Elektronentransport produzieren jeweils ATP.

A

Falsch
Eigentlich nur dadurch werden nur Protonengradienten aufgebaut.
ODER
Richtig
Die Prozesse bilden Protonengradienten durch den Elektronentransport auf, die dann zur ATP Synthese genutzt werden.

19
Q

Die ATP-Synthese in den Chloroplasten wird auch Photophosphorylierung genannt. Wie in den Mitochondrien kann diese ATP-Synthese in den Thylakoidmembranen auch des Nachts erfolgen.

A

Falsch

Eine Photophosphorylierung benötigt Licht, wie auch die Name andeutet. Es kann also nicht Nachts erfolgen.

20
Q

Der oxidative Pentosephosphatweg dient im Zytoplasma der Bereitstellung von NADH für reduktive Schritte und auch für die Reduktionsäquivalente in der Mitochondrialen Elektronentransportkette.

A

Richtig
Natürlich dient die oxidative Prozesse die Bereitstellung von NADH im Cytoplasma und NADPH in Chloroplasten und nachts werden alle diese Reduktionsäquivalente auch für das Antreiben der mitochondriale ETK benutzt. Die Reduktionsäquivalente müssen also in den Mitochondrien transportiert werden. Es gibt keine Transporter für NADH, es muss zunächst ein organisches Substrat reduziert werden - es gibt ein sogenannten Malat-Shuttle, also ein Transportsystem, das Malat in Mitochondrien transportiert. Malat ist ein Substrat, das reduziert worden ist, Oxalacetet ist das Substrat, der Elektronen überträgt. Oxalacetat will NADH im Zytoplasma reduzieren und kann als Malat in den Mitochondrien transportiert werden.

21
Q

Enzyme im Calvin-Benson Zyklus werden durch reduziertes Thioredoxin lichtunabhängig aktiviert.

A

Falsch
Es ist nur lichtabhängig, Thioredoxin nehmen auf Elektronen vom Ferredoxin. Ferredoxin wird aus dem PSI mit Elektronen versorgt. Damit ist dieses Prozess lichtabhängig (also nicht lichtunabhängig, wie es in der Frage steht.)

22
Q

Durch eine lichtstimulierte Aktivierung des oxidativen Pentosephosphatweges vermeidet tagsüber die Pflanze, dass produziertes ATP und NADPH nutzlos umgesetzt wird.

A

Falsch
Lichtstimuliert, lichtinduziert oxidativer Pentosephosphateweg abgeschaltet wird, damit die gebildete ATPs und NADPHs nicht eingesetzt werden, sondern sollen für die reduktive PPW eingesetzt werden.
Die lichtstimulierte INaktivierung

23
Q

Nachts muss der Calvin-Benson Zyklus gar nicht erst inaktiviert werden, da nachts kein ATP produziert wird und auch kein NADPH zur Verfügung steht.

A

Falsch
Natürlich gibt es tagsüber wie auch nachts ATP Synthese, auch NADPH Synthese, also es ist doch schon ganz gut, wenn der Calvin-Benson Zyklus (der reduktiver Stoffwechselweg) auch nachts inaktiviert wird.

24
Q

Im Verlauf der Evolution hat die RuBisCo bei C4 Pflanzen durch Mutationen ihre doppelte katalytische Funktion als Carboxylase und Oxygenase verloren. Das erklärt die hohe Effizienz der CO2 Bindung und deren hohe Photosyntheseleistung

A

Falsch
Natürlich hat es keine Mutation gegeben, die diese Oxygenasereaktion verloren hat, sondern eben sind andere Gründe, andere Bedingungen… Kohlendioxed Angebot in den Bündelscheidenzellen, die Konzentration CO2 sorgt dafür, dass keine Oxygenasereaktion zu beobachten ist. Es ist eher umgekehrt, es gab eine Evolution, oder eine Optimierung der Rubisco schon gegeben. Es zeigt sich, dass die Rubisco in C3 Pflanzen optimaler CO2 fixieren kann als C4 Rubisco Enzyme. Und auch das leuchtet ein, in C3 Pflanzen müssten auf ihrer Optimierung der Rubisco setzten, während die C4 Pflanzen an der Optimierung der Carboxylierungsreaktion nicht mehr schauen müssten, denn sie haben den Einsatz der PEP Carboxylase.

25
Q

Der Chloroplastendimorphismus erklärt die unterschiedliche Gestalt der Chloroplasten in C3 und C4-Pflanzen

A

Falsch
Chloroplastendimorphismus gibt es nur in den C4 Pflanzen. Die C3 Pflanzen haben nur den klassischen Typ der CHloroplasten, die besten aus Stromathylakoiden und Granathylakoiden. Dimorphismus zwischen Bündelscheidenzellen charakterisiert Bündelscheidenzellen gegenüber Mesophylzellen in C4 Pflanzen.

26
Q

C3-Pflanzen verlieren am Tag und in der Nacht einen erheblichen Anteil ihrer Energie durch die Photorespiration

A

Falsch
Photorespiration kann nur tagsüber stattfinden. Wenn C3 Pflanzen Energie verlieren oder Kohlenhydrate abbauen, dann letztendlich nur durch Photorespiration tagsüber (nicht nachts). Photorespiration kann nicht Tag und Nachts stattfinden.

27
Q

C3 Pflanzen decken ihren Energiebedarf am Tag hauptsächlich durch die Photorespiration.

A

Falsch (“richtig” gehört in der Aufnahme????)
Energiebedarf wird nicht bedeckt, sondern es wird versucht, die Oxygenasereaktion zu kompensieren und aus dem Phosphoglykolat ein Anteil an fixierten Kohlenstoff nochmal zu recyceln. Also kein zusätzlicher Energiebedaf wird gedeckt.

28
Q

Die C4 Photosynthese wird so genannt, weil sie Kohlenstoff zunächst in einer organischen Säure mit 4 Kohlenstoffatomen bindet und in der Photosynthese vier ATP und vier NADPH Moleküle produziert.

A

Falsch
Der erste Teil stimmt noch bis zu dem organischen Säuren aber natürlich werden nicht 4 ATPs und 4 NADPHs gebildet. Auch da ist diese Photosyntheseleistung genauso in den C3 Pflanzen und deckt ja nicht den Bedarf. Die Leistung der Photosysteme ist nicht mit 4 ATPs und 4 NADPHs begrenzt. Die Formel war 8 Elektronen sorgen für 2 oder 3 ATPs (muss noch nachprüfen) - muss auswendig gelernt werden.

29
Q

Konzentrierungsstrategien der C4 Pflanzen tragen dazu bei, Wasser zu sparen, aber die Kohlenstofffixierung braucht circa zweimal so viel Energie wie die der C3 Pflazen.

A

Diese Frage wird wahrscheinlich weggelassen, weil man sich die Zahlen merken muss, was eigentlich nicht der Sinn der Sache ist.
Wir können festhalten, dass natürlich schon die C4 Stoffwechsel energiereicher ist, das haben Sie festgestellt. Das waren 5 ATPs gegenüber 3 in den C3 Pflanzen für ein Molekül fixierten Kohlenstoff. Insofern könnte man diese Frage beantworten, aber da es gibt die Zahlen, kommt diese Frage sicher nicht wieder vor.

30
Q

Die lichtunabhängige Reaktion der Photosynthese (Calvin-Zyklus) läuft bei CAM-Pflanzen (Crassulacean Acid Metabolism) ausschließlich nachts ab.

A

Falsch
Das sind lichtunabhängige Reaktionen der Photosynthese, also die Prozesse, die bei Calvin-Beson Zyklus stattfinden - die biochemische Prozesse - finden sie dann nachts statt bei den CAM Pflanzen aber die finden auch tagsüber statt. Nachts hat es quasi nur die Aktivität der PEP-Carboxylase gegeben.

31
Q

Die Transpirationsrate pro g gebildeter Trockenmasse der C4-Pflanzen kann verständlicherweise höher sein als bei C3-Pflanzen, da diese Pflanzen über eine optimierte CO2-Fixierungsstrategie verfügen.

A

Falsch
C4 haben eine niedrigere Transpirationsrate. Tatsächlich besitzen C4 Pflanzen reduzierten Transpirationsraten pro Gram gebildeter Trockenmasse und dementsprechend ist diese Behauptung hier falsch. Sie sind verständlicherweise nicht höher sondern niedriger. Die optimierte CO2 Fixierungsstrategie kommt dadurch zustande, weil durch die PEP Carboxylase mit höheren Affinität auch niedrigere Konzentrationen von Kohlendioxid schon gebunden werden.

32
Q

Die Trockenmasseproduktion der C4-Pflanzen ist höher als die der C3-Pflanzen, da sie tags und nachts CO2 assimilieren können.

A

Falsch
Der erster Teil ist sicherlich richtig, denn C4 Pflanzen haben eine höhere Trockenmasseproduktion aber sie assimilieren kein Kohlenstoff nachts - das geht nicht. Auch nicht die CAM Pflanzen. Da findet eine Speicherung der Kohlendioxids im Malat-Form, die eigentlichen Assimilationsvorgänge - also, die Bildung von Kohlenhydraten durch den Calvin-Benson Zyklus findet nur tagsüber statt.

33
Q

Blätter der Pflanze Bryophyllum, die über CAM Stoffwechselweg verfügen, schmecken am Morgen säuerlich.

A

Richtig

Das war diese Akkumulation von Malat, die der Prof erwähnt hat. Da trifft diese Aussage zu.

34
Q

C4 Pflanzen besitzen einen hohen CO2 Kompensationspunkt, da sie besser CO2 assimilieren können.

A

Falsch
C4 Pflanzen haben eine niedrige CO2 Kompensationspunkt und dementsprechend ist diese Aussage auch falsch. Also CO2 Kompensationspunkt ist die Menge an CO2, die angeboten werden muss, um eine Netto-Photosynthese von Null zu erreichen. Diese CO2 Kompensationspunkt ist in C4 Pflanzen nahezu nicht messbar, da keine Oxygenasereaktion stattfindet. Und damit auch keine Sauerstoffverbrauchende Prozesse stattfinden.

35
Q

Wenn eine C4 und eine C3 Pflanze in einem luftdichten Gefäß wachsen, wächst die C3 Pflanze während die C4 Pflanze stirbt.

A

Falsch
Es ist zu beobachten (er zeigt wahrscheinlich Bilder), dass die C4 Pflanzen der Mais gegenüber der Weizen tatsächlich einen Wachstumsvorteil hat - er kann noch leben, während die C3 Pflanze eher nicht.
Man hört auch von “Killer Mais” - es wird deutlich, dass der Mais auch bei niedrigen CO2 Angeboten - also wenn das ganze CO2 in das abgeschlossenen Raum schon Kohlenhydraten umgesetzt ist, immer noch überleben kann während die C3 Pflanzen schon null…..
C4 Pflanzen können mit niedrigen CO2 besser umgehen und besser leben als die C3 Pflanzen.