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Biologie

Photosynthese und Zellatmung

GJ
von Gerke J.

Warum ist die Photosynthese die „Grundlage allen Lebens“?

  1. erzeugt organische Stoffe aus CO₂ und Wasser

  2. liefert Sauerstoff für aerobe Atmung

  3. Grundlage fast aller Nahrungsketten


Aus welchen zwei Reaktionsfolgen besteht die Photosynthese? Nennen Sie jeweils die Stoffe, die in die Reaktionen eingehen sowie die Produkte, die gebildet werden. Wo finden die Reaktionen statt?

  1. Lichtreaktionen

    • Ort: Thylakoidmembran

    • Edukte: Licht, Wasser

    • Produkte: ATP, NADPH, Sauerstoff

  2. Calvin-Zyklus (Dunkelreaktion)

    • Ort: Stroma

    • CO₂ → Zucker


Bei den Lichtreaktionen der Photosynthese spielen Photosysteme eine wichtige Rolle. Erläutern Sie ihren Aufbau und die Funktionsweise.

  1. bestehen aus Antennenkomplex + Reaktionszentrum

  2. absorbieren Licht

  3. leiten Energie an Chlorophyll im Reaktionszentrum weiter

  4. lösen Elektronentransport aus


Bei der Photosynthese wird Sauerstoff als „Abfallprodukt“ freigesetzt. Erläutern Sie seine Entstehung.

  1. entsteht durch Photolyse von Wasser

  2. erfolgt im Photosystem II

  3. Reaktion: 2 H₂O → O₂ + 4 H⁺ + 4 e⁻


Was versteht man unter der Photorespiration (Lichtatmung)? Unter welchen Bedingungen findet sie statt und welche Folgen hat sie?

  1. Nebenreaktion der Rubisco

  2. O₂ wird statt CO₂ gebunden

  3. tritt bei hoher Temperatur / niedrigem CO₂ auf

  4. senkt Photosyntheseleistung


Erläutern Sie kurz, warum C4-Pflanzen im Vergleich zu C3 Pflanzen CO2 bei der Photosynthese besser ausnutzen.

  1. CO₂-Vorfixierung durch PEP-Carboxylase

  2. räumliche Trennung von CO₂-Fixierung und Calvin-Zyklus

  3. kaum Photorespiration


Stellen Sie die Abhängigkeit der Photosyntheseleistung einer C3-Pflanzen von der CO2 Konzentration dar. Welcher praktische Nutzen wird daraus gezogen?

  1. steigende CO₂-Konzentration → steigende Photosynthese

  2. bis zur Sättigung

  3. praktischer Nutzen: CO₂-Anreicherung im Gewächshaus


Erläutern Sie, warum Photosynthese und Zellatmung gegenläufige Prozesse sind.

  1. Photosynthese: CO₂ + H₂O → Glucose + O₂ (Energiespeicherung)

  2. Zellatmung: Glucose + O₂ → CO₂ + H₂O (Energiefreisetzung)


Nennen Sie die vier aufeinanderfolgenden Prozesse der Zellatmung. Wie lautet die Nettogleichung der Zellatmung?

  1. Glykolyse

  2. Pyruvatoxidation

  3. Citratzyklus

  4. Atmungskette

Nettogleichung: C₆H₁₂O₆ + 6 O₂ → 6 CO₂ + 6 H₂O + Energie (ATP)

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Gerke J.

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