Biologie: Zellatmung und Fotosynthese
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Questions and Answers

Wo findet der Citratzyklus innerhalb der Zelle statt?

  • Mitochondrium, innere Membran
  • Ribosomen
  • Zellplasma
  • Mitochondrium, Matrix (correct)

    • Welche der folgenden Aussagen beschreibt die Rolle von ATP in der Zellatmung am besten?

  • ATP dient als unmittelbare Energiequelle für zelluläre Prozesse. (correct)
  • ATP ist ein Rohstoff, der in der Atmungskette verbraucht wird.
  • ATP ist ein Nebenprodukt, das keine Funktion außerhalb der Reaktion hat.
  • ATP wird nur für äußere Atmungsprozesse verwendet.

    • Welches Endprodukt entsteht bei der Milchsäuregärung?

  • Milchsäure (correct)
  • Ethanol
  • Pyruvat
  • Kohlenstoffdioxid und Wasser

    • In welchem Zellbereich findet die Glykolyse statt?

    <p>Zellplasma</p> Signup and view all the answers

    Welche der folgenden Aussagen beschreibt die äußere Atmung bei Menschen am besten?

    <p>Die Aufnahme von Sauerstoff und die Abgabe von Kohlenstoffdioxid über spezielle Organe.</p> Signup and view all the answers

    Was ist die Hauptfunktion von Tracern in der Nuklearmedizin?

    <p>Die Markierung und Verfolgung von Stoffwechselprozessen im Körper.</p> Signup and view all the answers

    Welche Schlussfolgerung wurde aus dem Experiment mit radioaktiv markiertem Sauerstoff bei der Fotosynthese gezogen?

    <p>Der Sauerstoff, der an die Atmosphäre abgegeben wird, stammt aus dem Wasser.</p> Signup and view all the answers

    Was geschieht mit den Wassermolekülen während der lichtabhängigen Reaktion der Fotosynthese?

    <p>Sie werden durch Lichtenergie in Sauerstoff, Elektronen und Protonen gespalten.</p> Signup and view all the answers

    Welches Enzym hat eine besonders hohe Affinität zu CO2 in C4-Pflanzen?

    <p>Phosphoenolpyruvat-Carboxylase (PEP-Carboxylase)</p> Signup and view all the answers

    Bei welcher Temperatur haben die Enzyme von C4-Pflanzen ihr Optimum?

    <p>30-40°C</p> Signup and view all the answers

    Was ist die Funktion des Fotosystems II in der lichtabhängigen Reaktion?

    <p>Die Aufnahme von Elektronen, die durch die Wasserspaltung freigesetzt wurden.</p> Signup and view all the answers

    Welche Rolle spielen Malat und Aspartat in C4-Pflanzen?

    <p>Sie dienen als CO2-Speicher.</p> Signup and view all the answers

    Welches Produkt entsteht bei der Reduktion von NADP+ in der lichtabhängigen Reaktion?

    <p>NADPH + H+</p> Signup and view all the answers

    Wo genau findet die lichtabhängige Reaktion der Fotosynthese statt?

    <p>An der Thylakoidmembran der Grana.</p> Signup and view all the answers

    In welchen Zellorganellen von CAM-Pflanzen wird CO2 nachts in Form von Carbonsäure gespeichert?

    <p>Vakuolen</p> Signup and view all the answers

    Welche Anpassung ermöglicht es CAM-Pflanzen, in extrem heißen und trockenen Regionen zu überleben?

    <p>Die Öffnung der Stomata nur nachts und die Speicherung von CO2 in Carbonsäuren.</p> Signup and view all the answers

    Welche der folgenden Aussagen beschreibt die Rolle von Elektronen in der lichtabhängigen Reaktion am besten?

    <p>Sie stammen aus dem Wasser, werden vom Fotosystem II aufgenommen und zur Reduktion von NADP+ verwendet.</p> Signup and view all the answers

    Was ist das Endergebnis der lichtunabhängigen Reaktion der Fotosynthese?

    <p>Die Bildung von Glucose.</p> Signup and view all the answers

    Welchen Stoffwechselweg nutzen Bakterien bei der Chemosynthese zur Energiegewinnung?

    <p>Die Oxidation von anorganischen Stoffen</p> Signup and view all the answers

    Wann findet bei CAM-Pflanzen die Freisetzung des gespeicherten CO2 für den Calvinzyklus statt?

    <p>Am frühen Morgen</p> Signup and view all the answers

    Welche der folgenden Pflanzen sind typische CAM-Pflanzen?

    <p>Kakteen</p> Signup and view all the answers

    Welche der folgenden Bedingungen sind für die Fotosynthese nicht erforderlich?

    <p>Vorhandensein von Stickstoff</p> Signup and view all the answers

    Was ist der Hauptunterschied zwischen Sonnen- und Schattenpflanzen in Bezug auf die Fotosynthese?

    <p>Sonnenpflanzen erreichen ihre maximale Fotosyntheseleistung bei intensiver Bestrahlung, während Schattenpflanzen dies bereits bei geringerer Lichteinstrahlung tun.</p> Signup and view all the answers

    Welchen Einfluss hat die Temperatur auf die Fotosynthese?

    <p>Fotosynthese hat ein enges Temperaturoptimum, da die beteiligten Enzyme temperaturempfindlich sind.</p> Signup and view all the answers

    Welche Aussage über den CO2-Gehalt in Bezug auf die Fotosynthese ist zutreffend?

    <p>Ein CO2-Gehalt von 0,1% ist optimal für die Fotosynthese.</p> Signup and view all the answers

    Wo findet die Lichtabsorption bei der Fotosynthese statt?

    <p>In den Thylakoidmembranen der Chloroplasten.</p> Signup and view all the answers

    Was ist die Endosymbiontentheorie im Zusammenhang mit Chloroplasten?

    <p>Die Theorie beschreibt, dass Chloroplasten eine Weiterentwicklung von prokaryotischen Zellen sind, die von eukaryotischen Zellen aufgenommen wurden.</p> Signup and view all the answers

    Welche der folgenden Strukturen ist kein Bestandteil eines Chloroplasten?

    <p>Zellkern</p> Signup and view all the answers

    Was ist die Hauptfunktion der Blattfarbstoffe bei der Fotosynthese?

    <p>Die Blattfarbstoffe absorbieren Lichtenergie.</p> Signup and view all the answers

    Welche Substanz wird zu einem der Reagenzgläser hinzugefügt, um die Wirkung der Fettverdauung zu demonstrieren?

    <p>Pankreatin oder Mezym-Forte</p> Signup and view all the answers

    Was zeigt eine leichte Rotfärbung bei der Verwendung von Phenolphthalein an?

    <p>Die Lösung ist alkalisch.</p> Signup and view all the answers

    Wie viel Milliliter Milch sollten in jedes Reagenzglas gegeben werden?

    <p>10 ml</p> Signup and view all the answers

    Was geschieht, wenn zu einem Reagenzglas nach der Zugabe von Natriumcarbonatlösung und Phenolphthalein eine Säure gegeben wird?

    <p>Die Lösung wird farblos.</p> Signup and view all the answers

    Welches Gerät wird verwendet, um die verschiedenen Substanzen im Experiment zu kombinieren?

    <p>Reagenzglas</p> Signup and view all the answers

    Welche Funktion hat das braune Fettgewebe bei winterschlafenden Säugetieren?

    <p>Es erzeugt Wärme ohne Muskelzittern.</p> Signup and view all the answers

    Was geschieht während der oxidativen Phosphorylierung?

    <p>Elektronen werden durch die Atmungskette transportiert und ATP wird produziert.</p> Signup and view all the answers

    Welche der folgenden Aussagen zum Citronensäurezyklus ist korrekt?

    <p>Das Produkt der Glykolyse, Brenztraubensäure, wird in den Zyklus eingeschleust.</p> Signup and view all the answers

    Welches Reduktionsäquivalent wird im Citronensäurezyklus bevorzugt zur Energieerzeugung verwendet?

    <p>NADH + H+</p> Signup and view all the answers

    Welche Umwandlung findet statt von $ zu % im Citronensäurezyklus?

    <p>Abspaltung von CO2 und Bildung von NADH.</p> Signup and view all the answers

    Was ist die Folge der Entkopplung von Elektronentransport und ATP-Bildung in der Mitochondrienmembran?

    <p>Es wird Wärme erzeugt ohne ATP-Synthese.</p> Signup and view all the answers

    Welche Verbindung wird während der glykolytischen Phase hauptsächlich gebildet?

    <p>Brenztraubensäure</p> Signup and view all the answers

    Welche Aussage über die Gesamtbilanz der ATP und GTP in den verschiedenen Stoffwechselwegen ist korrekt?

    <p>Die oxidative Phosphorylierung produziert die meisten ATP-Moleküle.</p> Signup and view all the answers

    Study Notes

    Allgemeines zum Thema

    • Die Fotosynthese ist ein essentieller Prozess, der die Grundlage für das Leben aller Organismen bildet.
    • Sie ist der Prozess, durch den Pflanzen Lichtenergie in chemische Energie umwandeln.
    • Die Fotosynthese ist Grundlage für Landwirtschaft, Kulturpflanzen, Viehhaltung, Fischerei usw.

    Bedeutung der Fotosynthese

    • Voraussetzung für das Leben aller Organismen
    • Bindung von Kohlenstoff zur Bildung von Biomasse (Zucker, Eiweiße, Fette, Holz)
    • Nahrungsgrundlage für heterotrophe Lebewesen
    • Bildung von Sauerstoff
    • Bindung von Lichtenergie in chemische Energie
    • Bildung von Ozon

    Fotosyntheseprodukte und ihre wirtschaftliche Bedeutung

    • Stärke: Reservestoff und Energiespeicher in Bäcker, Tierfutter
    • Zellulose: Zellwandaufbau, Papierherstellung
    • Fette: Speicherstoffe in Pflanzenölen, Nahrungsmittel.
    • Eiweiße: wichtiger Bestandteil des Zellplasmas, Nahrungsmittel
    • Vitamine: Co-Faktoren im Stoffwechsel, Nahrungsmittelergänzungsmittel
    • Giftstoffe: Abwehr von Fressfeinden, Pharmaindustrie

    Entdeckungen der Fotosynthese

    • 1648: Johan Baptista van Helmont: Entdeckung der Bedeutung von Wasser für das Wachstum von Bäumen
    • 1771: Joseph Priestley: Entdeckung der Bedeutung der Luftgase für den pflanzlichen Stoffwechsel
    • 1779: Jan Ingenhouz: Entdeckung der Fotosynthese
    • 1862: Julius Sachs: Entdeckung, dass Zucker in Form von Stärke in den Chloroplasten gebildet wird.

    Abhängigkeit der Fotosynthese von äußeren Faktoren

    • Licht: Lichtintensität, Licht- und Schattenblätter, Sonnen- und Schattenpflanzen
    • Wasser: Ausgangsstoff
    • CO2-Gehalt: Gehalt der Luft, Optimum der Fotosynthese
    • Temperatur: Optimum der Fotosynthese, Kälte: Reaktionen verlaufen langsamer

    Aufbau eines Chloroplasten

    • äußere und innere Membran
    • Stroma (Matrix)
    • Thylakoide (Grana)
    • Thylakoidmembran
    • DNA
    • Ribosomen

    Lichtabhängige Reaktion der Fotosynthese

    • Fotosystem II
    • Fotolyse des Wassers, Spaltung in Sauerstoff, Elektronen, Protonen
    • Bildung des Reduktionsmittels NADPH + H+
    • Fotophosphorylierung: Bildung von ATP

    Lichtunabhängige Reaktion der Fotosynthese - Calvin-Zyklus

    • CO2-Fixierung: CO2 wird an einen Akzeptor gebunden.
    • Reduktion: 3-Phosphoglycerinsäure wird zu 3-Phosphoglycerinaldehyd reduziert.
    • Regeneration: 3-Phosphoglycerinaldehyd wird regeneriert, um den Kreislauf fortzusetzen.

    Fotosynthese bei C4- und CAM-Pflanzen

    • Anpassungen an extreme Bedingungen (heiße, trockene Umgebung)
    • verschiedene Arten von fotosynthetischen Zellen (Bündelsscheidenzellen, Mesophyllzellen)
    • PEP-Carboxylase: höhere Affinität zu CO2; Speicherung in Carbonsäure-Anionen
    • Stomata nachts geöffnet: Malatbildung; Speicherung von CO2 in der Nacht zum Tag

    Dissimilationsprozesse

    • Glycolyse: Abbau von Glucose im Zellplasma
    • Citronensäurezyklus: Abbau von Acetyl-CoA im Mitochondrium
    • Atmungskette: Bildung von ATP im Mitochondrium
    • Milchsäuregärung: Abbau von Glucose in Milchsäure ohne Sauerstoff

    Tracer-Methode

    • Markierung von körpereigenen oder körperfremden Substanzen mit radioaktiven Substanzen
    • Untersuchung des Stoffwechsels durch Nachverfolgung der markierten Stoffe
    • Anwendung bei der Fotosynthese: Untersuchung der Herkunft des in der Fotosynthese entstandenen Sauerstoffs.

    Chemosynthese

    • Stoffwechsel einiger Bakterien
    • Energiegewinnung durch Oxidation anorganischer Stoffe
    • Aufbauorganische Stoffe aus anorganischen Stoffen.

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