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Biosynthese und Analytik - Kapitel 5 & 6

Kapitel 5 & 6

Kapitel 5 & 6

18
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M. S.
Study
M. S.
Diese Lernkarten decken die Biosynthese und Analytik auf Universitätsniveau ab. Sie konzentrieren sich auf die Photosynthese, die Rolle von Licht und CO2 in Pflanzen, sowie die Struktur und Funktion von Zellen und Membranen. Besonders behandelt werden die Photorespiration, der Elektronentransport und die Wirkung von Auxinen auf das Pflanzenwachstum. Diese Karteikarten sind ideal für Studierende der Chemie, die sich mit den biochemischen Prozessen in Pflanzen vertraut machen möchten.
Flashcards
18
Students
2
Language
German
Category
Chemistry
Level
University
Created / Updated
20.01.2015 / 18.01.2018
  • 1  / 18

Flashcards

Nenne die Nettogleichung der Photosynthese

6 CO2 + 6 H2O >Licht> C6H12O6 + 6 O2

Skizziere das Absorbtionsspektrum eines Blattes und erkläre, weshalb Pflanzen grün sind und welcher Anteil des Sonnenlichts für die Photosynthese genutzt wird.

Lichtspektrum von 400nm bis 800nm:

  1. Blaues Licht (450nm) führt zum zweiten angeregten Zustand.
  2. Rotes Licht (680nm) führt zum ersten angeregten Zustand.
  3. Grünes Licht (560nm) wird nicht absorbiert sondern reflektiert -> Farbe!

Wie läuft der Elektronentransport in der Thylakoidmembran und wofür wird die Lichtenergie unmittelbar genutzt?

Die Lichtenergie wird zur Lösung und Übertragung eines Elektron genutzt. Das Elektron gelangt über verschiedene Elektronen-Carrier schlussendlich auf NADP+ übertragen. Dies steht nun als NADPH für die Dunkelreaktion bereit.

Benennen Sie zwei Herbizide, die den Elektronentransport der Photosynthese beeinflussen und erklären Sie deren Funktion.

  • DCMU - Ist ähnlich mit Plastochinon und besetzt darum die Bindungsstelle an Photosystem 2. Dadurch kommt der Elektronentransport während der Photosynthese zum Erliegen.
  • Paraquat - stielt ein Elektron vom Photosystem 1 und überträgt es auf O2 zu O2-, das lebenswichtige Komponenten zerstört.

Skizzieren Sie den Calvin-Zyklus, erklären Sie dessen Ablauf und erklären Sie, weshalb organische Verbindungen entnommen werden können, ohne dass es zu einer Lücke/Unterbrechung kommt.

CO2 wird mit ATP und NADPH zu GAP (C3) synthetisiert:

  1. Carboxylierung (CO2-Fixierung) durch Rubisco (C5, sehr langsam).
  2. Reduktion des C3-Körpers zu GAP (mit ATP und NADPH)
  3. Regeneration des Akzeptors (von GAP zu Rubisco, wieder mit ATP)

Es sind dabei mehrere Umläufe nötig, um alle Teilschritte abzuschliessen. Ausserdem ist GAP Grundsubstanz für die wichtigen, am Kreislauf beteiligten Agenten.

Wie kann man Chloroplasten isolieren?

so

Wie kann man die Hill-Reaktion sichtbar machen und wie kann man die Photosyntheseaktivität von Chloroplasten messen?

Wenn man anstelle von NADP einen Elektronenakzeptor verwendet, der bei Reduktion seine Farbe ändert (z.B. DCPIP), kann die Photosyntheseaktivität anhand der Farbveränderung beobachtet und gemessen werden.

Was ist Photorespiration und inwiefern hängt sie mit der Temperatur zusammen? Wie läuft sie aus biochemischer Sicht ab? Was gibt es für eine Erklärung dafür?

  • Die Photorespiration erfolgt nur in photosynthetisch aktiven Zellen, ist temperaturabhängig und wird stärker mit steigender Temperatur.
  • Rubisco akzeptiert neben CO2 auch O2 als Substrat. Es wird dabei ATP verbraucht statt aufgebaut.
  • Die so entstehenden Produkte können nur teilweise genutzt werden oder müssen über mehrere Schritte wieder regeneriert werden.

Welche Strategien sind gegen die Photorespiration entstanden und wie funktionieren sie? Was sind die Gemeinsamkeiten/Unterschiede?

  • C4-Pflanzen trennen die CO2-Fixierung räumlich von der CO2-Assimilation, so dass die CO2-Fixierung auch bei tiefer CO2-Konzentration möglich ist. Dadurch können die Stomata öfters geschlossen bleiben, was dem Wasserverlust entgegenwirkt.
  • CAM-Pflanzen trennen Fixierung (nachts) und Assimilation (tagsüber) zeitlich und damit auch die Phasen des Wasser- und Gas-Austausches auf die optimalen Zeiten.

Phytochromsystem: Wie kommt es zum Wechsel zwischen den Formen PR und PFR? Was passiert, wenn nur mit hellrotem/dunkelrotem Licht bestrahlt wird? Was bei Sonnenlicht rest. Licht unter einem Blätterdach?

Phytochrom ist ein Photorezeptor, ein Protein, der hellrotes und dunkelrotes Licht unterscheiden kann. Es ändert seine Form beim Absorbieren von Licht. Bei dunkelrotem Licht (730nm) wechselt Phytochrom in die PR-Form, in der es ursprünglich gebildet wurde. Bei hellrotem Licht (660nm) wechselt es in die PFR-Form, in der es biologisch aktiv ist:

  • aktivere Grundform der Pflanze
  • Flächen statt Längenwachstum
  • Ausbreiten statt Überleben

Bei 660nm liegen 85% in PFR-Form vor. Bei 730nm liegen 97% in PR-Form vor. Das heisst bei zu wenig für die Photosynthese notwendigem Licht schaltet die Pflanze auf Längenwachstum um. Erst wenn die Lichtversorgung gewährleistet ist, schaltet die Pflanze in die biologisch aktive Verbreitungsphase.

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