Wo liegt das Xylem und was ist seine Aufgabe?
Das Xylem liegt innerhalb des Leitbündels und ist für den Weitertranport von Wasser verantwortlich.
Was sind absorption und Reflektion?
Absoption: Licht verliert helligkeit (Lichtenergie wird umgewandelt)
Reflektion: Licht wird gespiegelt
Was sind die Hauptunterschiede zwischen Sonnenblättern und Schattenblättern in Bezug auf Aufbau und Funktion?
Sonnenblätter:
• Kleinere Blattfläche (28,8 cm²)
• Dickere Blätter (0,185 mm Blattdicke)
• Mehrschichtiges Palisadenparenchym
• Hohe Konzentration an Fotosynthese-Enzymen
• Effizient bei hohen Lichtintensitäten (höhere Lichtsättigungspunkte und Nettophotosyntheseleistung)
• Schattenblätter:
• Größere Blattfläche (48,9 cm²)
• Dünnere Blätter (0,093 mm Blattdicke)
• Weniger Palisadengewebe, größere Zellen
• Geringe Konzentration an Fotosynthese-Enzymen
• Anpassung an schwaches Licht
Was bedeuten Lichtkompensationspunkt und Lichtsättigung in Bezug auf die Fotosynthese?
Lichtkompensationspunkt (k1):
• Die Lichtintensität, bei der die CO₂-Aufnahme durch Fotosynthese und die CO₂-Abgabe durch Zellatmung ausgeglichen sind.
• Schattenblätter haben einen niedrigeren k1 als Sonnenblätter.
• Lichtsättigungspunkt (L1):
• Die Lichtintensität, bei der die Fotosyntheserate ihr Maximum erreicht.
• Sonnenblätter haben einen höheren L1 als Schattenblätter.
Wie ist ein Chloroplast aufgebaut, und welche Funktion haben die einzelnen Strukturen?
Doppelmembran: Umschließt den Chloroplasten, trennt ihn vom Cytoplasma.
• Stroma: Grundsubstanz mit Enzymen, DNA, Ribosomen und Stärkekörnern.
• Thylakoidmembranen: Eingestülpte Membranen, die Chlorophyll enthalten.
• Stapel von Thylakoiden: Grana (Granathylakoide)
• Verbunden durch Stromathylakoide.
• Funktion:
• Thylakoidmembranen: Ort der lichtabhängigen Reaktionen der Fotosynthese.
• Stroma: Ort der Calvin-Zyklen.
Was passiert in der lichtabhängigen Reaktion (Primärreaktion) der Fotosynthese, und wo findet sie statt?
• Ort: Thylakoidmembranen der Chloroplasten.
• Ablauf: Lichtenergie wird in chemische Energie (ATP und NADPH) umgewandelt.
• Produkte: ATP, NADPH, Sauerstoff (O₂).
• Funktion: Bereitstellung von Energie und Reduktionsäquivalenten für die Sekundärreaktion (Calvin-Zyklus).
Was passiert bei der Photolyse des Wassers, und was ist die Reaktionsgleichung?
Ablauf: Lichtenergie spaltet Wasser in Protonen (H⁺), Elektronen (e⁻) und Sauerstoff (O₂).
Funktion: Elektronen werden für den Elektronentransport genutzt, Sauerstoff wird freigesetzt.
Was passiert in der Elektronentransportkette, und was ist ihre Funktion?
Elektronen werden durch Photosystem II (PSII) angeregt und über Transportproteine zum Photosystem I (PSI) weitergeleitet.
• Dabei wird ein Protonengradient aufgebaut.
• Funktion: Protonengradient treibt die ATP-Synthase an (chemiosmotische Kopplung).
Wie wird ATP während der Primärreaktion gebildet, und was ist die Reaktionsgleichung?
• Ablauf:
• Protonen (H⁺) diffundieren durch die ATP-Synthase zurück ins Stroma.
• Energie der Protonenbewegung wird genutzt, um ATP aus ADP und Pi zu synthetisieren.
Wie wird NADPH gebildet, und was ist die Reaktionsgleichung?
Ablauf:
• Elektronen aus PSI werden auf NADP⁺ übertragen, das zusammen mit Protonen (H⁺) zu NADPH + H+ reduziert wird. Dies Erfolgt durch den Ferredoxin Elektronen akzptator und dem NADP+ Reductase Enzym.
Was passiert in der lichtunabhängigen Reaktion (Sekundärreaktion), und wo findet sie statt?
Ort: Stroma der Chloroplasten.
• Ablauf: Kohlenstoffdioxid (CO₂) wird zu Glucose (C₆H₁₂O₆) fixiert (Calvin-Zyklus).
• Funktion: Synthese von Zucker für den Energiehaushalt der Pflanze.
Was passiert bei der Kohlenstofffixierung, und was ist die Reaktionsgleichung?
• Ablauf: CO₂ wird an Ribulose-1,5-bisphosphat (RuBP) gebunden und zu 3-Phosphoglycerat (3-PGA) umgesetzt.
Wie wird 3-Phosphoglycerat (3-PGA) zu Triosephosphat reduziert, und was ist die Reaktionsgleichung?
• 3-PGA wird durch ATP phosphoryliert und durch NADPH reduziert.
Wie wird Ribulose-1,5-bisphosphat (RuBP) regeneriert, und was ist die Reaktionsgleichung?
• Ribulose-5-Phosphat wird durch ATP in RuBP umgewandelt.
Was ist die Lichtabsorption, und warum ist sie wichtig für die Fotosynthese?
• Lichtabsorption ist der Prozess, bei dem Lichtenergie von Molekülen aufgenommen wird.
• Wichtig für die Fotosynthese, da Chlorophyll und andere Pigmente Lichtenergie für chemische Reaktionen nutzen.
• Vor allem Licht im roten (600–700 nm) und blauen Spektralbereich (400–500 nm) wird absorbiert
Was ist das Absorptionsspektrum, und wie unterscheidet es sich vom Wirkungsspektrum?
• Absorptionsspektrum: Zeigt, welche Wellenlängen des Lichts von einem Pigment absorbiert werden.
• Wirkungsspektrum: Zeigt die Fotosyntheseleistung in Abhängigkeit von der Wellenlänge des Lichts.
Welche Pigmente sind an der Lichtabsorption beteiligt, und was sind ihre Eigenschaften?
1. Chlorophyll a:
• Hauptpigment.
• Absorbiert blaues (430 nm) und rotes Licht (662 nm).
• Reflektiert grünes Licht.
2. Chlorophyll b:
• Hilfspigment.
• Absorbiert blaues (453 nm) und rotes Licht (642 nm).
• Verbreitert das Spektrum der Lichtaufnahme.
3. Carotinoide:
• Schutzpigmente (verhindern oxidative Schäden).
• Absorbieren blaues Licht (400–500 nm).
Was zeigt das Wirkungsspektrum der Fotosynthese, und wie wurde es entdeckt?
• Zeigt, welche Wellenlängen des Lichts die höchste Fotosyntheseleistung bewirken.
• Maximale Wirkung im roten und blauen Spektralbereich.
• Entdeckt durch Engelmanns Experiment mit Spirogyra (grüne Algen) und aerotaktischen Bakterien.
Was sind Photosysteme, und wie hängen sie mit Lichtabsorption zusammen?
• Photosystem I (PSI): Absorptionsmaximum bei 700 nm (P700).
• Photosystem II (PSII): Absorptionsmaximum bei 680 nm (P680).
• Photosysteme enthalten Chlorophyll a, Chlorophyll b und Carotinoide zur Lichtaufnahme.
Was sind die drei Phasen vom Calvinzyklus?
Phase der Fixierung von Kohlenstoffdioxid
Bindung an den CO2-Akzeptor: Ribulose-1,5-bisphosphat (RubP)
Bindung erfolgt durch das Rubisco Enzym
Phase der Reduktion von PGS und Glucosebildung
Zerfall des zwischen Produktes
Phosphoglycerinsäure (PGS)
Reduktion durch Phosphat an PGS ->1,3Bisphoglycerinsäure
Reduktion H+ Bindung und Oxidation durch Abgabe von Phosphat und Wasser
Glycerinaldehyd-3-phosphat(GAP)
Phase der Regenation des CO2-Akzeptators
GAP Oxidation von Phosphat -> Ribulose-5-Phosphat
Reduktion von Phosphat mit ATP
Was macht das Plastochinom?
Das Plastichinom dient als transmitter für elektonen welche an den Cytochromkomplex weitergegeben werden.
H+ionen werden ins lumen gebracht
Was macht der Cytochrom-bf-Komplex?
er nimmt die Elektronen vom Plastochinon an und gibt die H+ionen ins lumen ab
die Elektronen werden ans PC Molekül gebunden welches als transporter fungiert.
Was ist die Bilanzgleichung von der Primärreaktion?
8Photonen + 2H2O + 8H+ + 2NADP+ + 3ADP + 3Phosphor -> 3ATP + (2NADPH + 2H+ ) +8H+ + O2
Was ist der Letzte schnitt der Primärreaktion?
die ATP synthase
Was ist die Gleichung von der Glucose Produktion?
6CO2 + 6H2O = 6O2 + C6H12O6
Was ist die Reaktionsgleichung vom Calvin-cyclus?
6CO2 + 12NADPH+ 12H+ + 18ATP + 6H2O -> C6H12O6 + 12NADP+ +18ATP + 18phosphat + 12H2O
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