Biosynthese und Analytik - Kapitel 5 & 6
Kapitel 5 & 6
Kapitel 5 & 6
Fichier Détails
| Cartes-fiches | 18 |
|---|---|
| Langue | Deutsch |
| Catégorie | Chimie |
| Niveau | Université |
| Crée / Actualisé | 20.01.2015 / 18.01.2018 |
| Lien de web |
https://card2brain.ch/box/biosynthese_und_analytik_kapitel_5_6
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| Intégrer |
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Was sind Lipide? Was sind Neutralfette und wie sind sie aufgebaut? Skizziere ein Phospholipid!
Ein Lipid ist organischen Ursprungs und nur in organischen Lösungsmitteln (z.B. Chloroform oder Hexan) löslich. Lipide können Energiespeicher, Bausteine für biologische Membranen, Pigmente, Hormone oder Vitamine sein.
Neutralfette sind die meisten, in Tieren und Pflanzen vorkommenden Fette/Öle und bestehen aus Glycerin und drei daran gebundenen Fettsäureresten.
Ein Phospholipid besteht aus einem hydrophilen Kopf (Alkohol, Phosphat und Glycerin) und zwei hydrophoben Schwänzen (Fettsäuren).
Erklären Sie Aufbau und Bestandteile einer Membran sowie deren Eigenschaften und Funktionen!
- Bestehen hauptsächlich aus Lipiden und Proteinen (1:4 bis 4:1)
- Blattartige, fliessende Strukturen, sehr dünn (bimolekular), zur Abgrenzung von Kompartimenten.
- Durchlässig für kleine Moleküle, nicht aber für Ionen.
- Zweidimensiionale Lösung gerichteter Proteine und Lipde.
Was sind Auxine? Wie stellt man sich den gerichteten Transpot von Auxinen in Pflanzen vor? Wie wirken natürliche und künstliche Auxine?
Auxine fördern das Streckungswachstum des Sprosses.
Der Transport von IES (Indol-3-Essigsäure) verläuft vom Sprossapex basipetal in Richtung Wurzel. Aufgrund des Energiestoffwechsels (ATPase) herschen im Apoplast saurere Verhältnisse als im Cytoplast: IES wird im Apoplast protoniert, kann so die Membran durchdringen und wird im Cytoplast wieder deprotoniert. In dieser Form kann es nur über Carrier-Proteine am unteren Rand der Zelle die Zelle verlassen (gerichtet). Im sauren Milieu des Apoplast wird IES wieder protoniert, so dass der Transport weitergehen kann.
Natürliche Auxine liegen in einem balancierten Gleichgewicht zueinander und wirken so kontrolliert. Künstliche Auxine bringen dieses System aus dem Gleichgewicht und führen zum unkontrollierten Wachstum. Bei der Herstellung von künstlichen Auxinen können Dioxine entstehen, die für Lebewesen giftig sind und sich biologisch nur sehr schwer abbauen lassen.
Wie werden Speicherfette aufgebaut und in welche Stoffwechselwege fliessen die Abbauprodukte für die Energieerzeugung?
Der Abbau von Speicherfetten nennt sich Lipolyse: Lipasen (Enzyme) trennen die Fettsäuren vom Glycerin.
- Glycerin (C3-Körper) wird durch Enzyme in DHAP, ein Zwischenprodukt der Glykolyse überführt und dort z.B. über die Zellatmung in Energie (ATP) umgewandelt.
- Fettsäuren werden über die Beta-Oxidation in C2-Einheiten (Acetyl-CoA) abgespalten und diese ebenfalls dem Citratzyklus zugeführt. Daneben entstehen NADH und NADH2.
Was ist ein Oleosom?
Oleosome sind Fettspeicherorganellen aus Fetten/Ölen im Cytosol, die von einer Phospholipidschicht umgeben werden und so als ganzes wasserlöslich werden. Bei Pflanzen werden Oleosome zusätzlich durch Oleosin geschützt.
Wie wirken sich Kälte, leichter und starker Frost cytologisch und biomechanisch auf die pflanzliche Zelle aus?
Kälte:
- Stoffwechselvorgänge wie Photosynthese und Atmung werden gehemmt.
- Die Membran wird geschwächt, der Turgor bricht zusammen, Zellen brechen auf.
Leichter Frost:
- Bildung von Eiskristallen im Apoplasten, Anstieg der Konzentration, osmotischer Ausgleich, Plasmolyse.
Starker Frost:
- Eiskristalle bilden sich sogar in den Zellen und zerstören durch ihr Wachstum die Zellmembran.
Mit welchen biochemischen Mechanismen schützen sich Pflanzen vor Kälte und Frost?
- Lipidzusammensetzung: mehr ungesättigte Fettsäuren.
- Frosthärtung: Volumenverlust durch Ausstülpungen.
- Kryoprotektive Verbindungen: Membran bleibt in Gegenwart von Zuckermolekülen länger flüssig.
- Antifreeze-Proteine: binden an Eiskristall und verhindern so dessen Wachstum.
Wie lassen sich Membranlipide untergliedern?
- Phospholipide: Phosphatkopf mit Carbonsäureschwänzen.
- Glycolipide: Zuckerrest anstelle Phosphat, nur ein Schwanz.
- Steroide: Ringsystem wie Cholesterin und darum starr.
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:
- Blaues Licht (450nm) führt zum zweiten angeregten Zustand.
- Rotes Licht (680nm) führt zum ersten angeregten Zustand.
- 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:
- Carboxylierung (CO2-Fixierung) durch Rubisco (C5, sehr langsam).
- Reduktion des C3-Körpers zu GAP (mit ATP und NADPH)
- 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.
