Bei höheren Pflanzen kommen neben Chlorophyll a auch Chlorophyll b vor. Welche der unten genannten Proteinkomplexe enthalten welche Chlorophylle?
Innere Antenne des PSII:
LHCI:
- Innere Antennen des PSII (CP43 und CP47):
Chlorophyll a ( & beta-carotin)
- LHCI:
Chlorophyll a und b
Nach Anregung durch Lichtenergie wird die Energie wieder abgegeben. Benennen Sie die 3 Arten der vollständigen Energieabgabe für Chl a im Lichtantennenkomplex.
Wärmeabgabe
Fluoreszenz
Energietransfer
Carotinoide dienen in der Photosynthese unter anderem dem Lichtschutz. Welche zwei Carotinoide sind dabei besonders wichtig?
Beta-Carotin
Xanthoph
ylle
Zeaxanthin
Warum kann ein PSI höherer Pflanzen kein Wasser spalten, selbst wenn man den Tetramangan-Calcium-Komplex des PSII dort „anbauen“ würde?
PSI: P680+ Chlorophyll -> redoxpotential reicht aus um Wasser zu spalten.
PSII: Das Redoxpotentail von P700+ ist nicht groß genug um wasser zu spalten
Was ist die treibende Kraft des Elektronentransports vom Plastochinon zum Plastocyanin?
Redoxpotential-Gefälle
Durch den linearen Elektronentransport wird ein pH-Gradient über der Thylakoidmembran aufgebaut und durch die ATP-Synthase genutzt. Auf welche Seite werden die Protonen durch die ATP-Synthetase transloziert?
In das Stroma
Welche Möglichkeit gibt es für Pflanzen, die ATP-Synthese in der Lichtreaktion gegenüber der NADH Produktion zu verändern?
Zyklischen Elektronentransport
Nennen Sie das Substrat und Endprodukt des linearen Elektronentransports der Photosynthese.
Substrat: H 2 O
Endprodukt: NADP + H
Welches Enzym ist für die Eingangsreaktion der Kohlenstofffixierung verantwortlich und welche Reaktion wird katalysiert? (vollständige Namen!)
Enzym: Ribose-1,5-Biphosphatcarboxylase-oxygenase
Substrat: CO 2 & Ribulose 1,5 Biphosphat
Endprodukt: 3 Phosphoglycerat
Wie viel Mol NADPH und ATP werden zur Synthese von 1 Mol Hexose benötigt?
18 mol ATP
12 mol NADPh
Neben der Photosynthese kann im Licht auch Photorespiration stattfinden. Welche Kompartimente sind neben Chloroplasten in die Photorespiration involviert?
Mitochond rien
Peroxisomen
Sie messen die Änderung der Sauerstoffkonzentration durch eine Pflanze gegen steigende Lichtintensitäten, ausgehend von einer Messung im Dunkeln. Diese Messreihe stellt keine Messung der reinen Photosyntheseraten dar. Welche(n) anderen Prozess(e) erfassen sie gleichzeitig?
Mitochondriale Atmung
Photorespiratio n
Welches Polysaccharid wird vom Chloroplasten zur Speicherung genutzt und aus welchen Monosacchariden ist es aufgebaut?
Name: Stärke
Monosaccharid: Glucose
Warum dient Glukose-6-Phosphat nicht als Speicherassimilat in Chloroplasten? (2 Gründe)
osmotisch aktiv
phosphoryliert
Aus welche Hexosen besteht Saccharose?
Fructose
Glactose
Außerhalb des Chloroplasten finden neben Stärke auch andere Polysaccharide als Reservestoffe Verwendung. Um welche Stoffe handelt es sich?
Fruktosane/Fruktane
In manchen pflanzlichen Geweben kann Wärme produziert werden (Thermogenese).
In welchem Organell wird die Wärme erzeugt?
Mitochondrium
Welches Enzym ist dafür verantwortlich?
Alternative Oxidase
Welche Pigmente enthalten die Lichtantennenkomplexe folgender Organismen:
höhere Pflanzen
Cyanobakterien
höhere Pflanzen: Chlorophyll a und b, Carotinoide
Cyanobakterien: Phycobiline, Chlorophylle a, Carotinoide
Wie unterscheidet sich die Bindung der Chromophoren an die Lichtantennenkomplexe?
bei höheren Pflanzen:
Bei Cyanobakterien:
nicht kovalent
kovalent, wasserlöslich
In welchen Formen können die Chlorophylle im LHCII, die durch Lichtabsorption in den angeregten Zustand übergangen sind, die Energie wieder abgeben?
Wärme, Fluoreszenz, Intersystem crossing
Wozu dient der Q-Zyklus im Rahmen des photosynthetische Elektronentransports?
Aufbau eines pH-Gradienten
Wechsel von 2e- -Überträger zu 1e- Überträfer
Plastocyanin
Welcher Proteinkomplex der Thylakoidmembran ist dafür verantwortlich
Cytochrom-B6-f-Komplex
Bei C4-Pflanzen wird CO2 vorfixiert, sodass der RuBisCO genügend CO2 zur Verfügung steht. Nennen Sie einen weiteren Vorteil des C4-Stoffwechsels. Nennen Sie einen Nachteil des C4-Stoffwechsel
Vorteil: Bei großer Trockenheit kann Photosynthese, trotz geschlossener Stomata stattfinden -> Trockenstressressistenz
Nachteil: Benötigt mehr Energie
Bei C4-Pflanzen (hauptsächlich des NADH-Malattyps) unterscheiden sich die Chloroplasten der Büchelscheidenzellen und die der Mesophyllzellen morphologisch. In welchen findet man Grana?
Warum findet man im anderen Zelltyp keine Grana?
Mesophyllzellen
In den Bündelscheidezellen entsteht transiente Stärke, bei Beleuchtung = kein Platz für Grana
Bei sehr geringen Lichtintensitäten messen Sie trotz funktionierender Photosynthese einen Sauerstoffverbrauch. Woran liegt das?
Zellatmung überkompensiert die Photosynthese = netto Sauerstoffverbrauch
Nennen Sie zwei Kohlenhydrate, die Pflanzen als Transportmetabolite nutzen
Saccharose, Raffinose
Nennen Sie zwei Polysaccharide, die Pflanzen als Speicherassimilate verwendet
Stärke, Fructosane
Ferredoxin dient im Chloroplasten in verschiedenen Reaktionen als Elektronendonator. Nennen Sie vier dieser Reaktionen
Glutamat-Synthase
Nitrat-Reduktase
Schwefel-Reduktase
Regulation der Photosynthese
Pflanzen benötigen eine Reihe von Nährelementen, aus denen organische Verbindungen eingebaut werden. Nennen Sie je ein Beispiel für eine solche organische Verbindung für die unten aufgeführten Elemente
Cu:
Fe:
Cu: Plastocyanin
Fe: Cytochrom
In welchem Kompartiment findet die Nitratreduktion statt
Cytosol
In welchem Kompartiment erfolgt der primäre Einbau der Aminogruppe
Chloroplasten
Wie viele Elektronen werden für die Reduktion eines Nitrats auf die Stufe des Ammoniums benötigt?
8e- (auch bei Schwefel)
Was ist Cumarin? Wo komnmt es natürlich vor? Wie wird es kommerziell eingesetzt? Wie wird es zellulär aktiviert?
Sekundärpflanzenstoff, im Waldmeister, Cassia-Zimt, Aromastoff
Welche Pigmente enthalten die Cores der Photosysteme?
Carrotinoide & Chlorophyl a
Welche der unten genannten Substanzen arbeiten als mobile Elektronenüberträger zwischen den beiden Photosystemen?
Plastochinon
Was ist das Primär-Produkt der Mehler-Reaktion?
Wasserstoffperoxid
Durch den linearen Elektronentransport wird ein pH-Gradient über der Thylakoidmembran aufgebaut. Auf welche Seite werden diese durch die ATP-Synthase tranloziert?
Thylakoidinnenseite
Was passiert, wenn die Carotinbiosynthese gehemmt wird?
Verliert Schutz vor UV-Strahlung. Schutz vor Singulett O2 & Triplett Chl. geht verloren
Kohlenhydrate werden von Pflanzen u.a. als Speicherstoffe genutzt. Sie wollen aus Blättern Stärke isolieren. Zu welcher Tageszeit ernten sie die Blätter, warum?
Tagsüber (nachmittags = maximal aufgebaut)
Nachts wird Stärke abgebaut
Welche Funktion kann die RubisCO neben der Eingangsreaktion des Calvinzyklus durchgeführen und was entsteht?
O2-Binden = Verlust CO2 & Energie
6RuBP + 6O2 + 6H2O -> 6 3-Phosphoglycerat + 6 2-Phosphoglykolat + 12 H+
Wo findet die Nitratreduktion statt?
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