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Questions and Answers
Wo findet die Lichtreaktion der Photosynthese statt?
Wo findet die Lichtreaktion der Photosynthese statt?
- In der Zellwand
- In den Mitochondrien
- Im Cytoplasma
- In den Thylakoidmembranen der Chloroplasten (correct)
Welches Enzym spielt eine zentrale Rolle bei der Fixierung von Kohlenstoffdioxid im Calvin-Zyklus?
Welches Enzym spielt eine zentrale Rolle bei der Fixierung von Kohlenstoffdioxid im Calvin-Zyklus?
- NADP+-Reduktase
- ATP-Synthase
- Rubisco (correct)
- Cytochrom-Komplex
Der Calvin-Zyklus benötigt direkt Licht, um Glukose zu produzieren.
Der Calvin-Zyklus benötigt direkt Licht, um Glukose zu produzieren.
False (B)
Bei CAM-Pflanzen findet die CO2-Fixierung nachts statt, wobei CO2 in ______ umgewandelt wird.
Bei CAM-Pflanzen findet die CO2-Fixierung nachts statt, wobei CO2 in ______ umgewandelt wird.
Ordne die folgenden Prozesse ihren jeweiligen Standorten in den Chloroplasten zu:
Ordne die folgenden Prozesse ihren jeweiligen Standorten in den Chloroplasten zu:
Welche Rolle spielt Wasser (H2O) in der Lichtreaktion der Photosynthese?
Welche Rolle spielt Wasser (H2O) in der Lichtreaktion der Photosynthese?
Was ist das Hauptziel der Elektronentransportkette in der Lichtreaktion?
Was ist das Hauptziel der Elektronentransportkette in der Lichtreaktion?
C4-Pflanzen haben eine höhere Photosyntheserate bei niedrigen Temperaturen im Vergleich zu C3-Pflanzen.
C4-Pflanzen haben eine höhere Photosyntheserate bei niedrigen Temperaturen im Vergleich zu C3-Pflanzen.
Der Prozess, bei dem ATP durch einen Protonengradienten über die Thylakoidmembran erzeugt wird, wird als ______ bezeichnet.
Der Prozess, bei dem ATP durch einen Protonengradienten über die Thylakoidmembran erzeugt wird, wird als ______ bezeichnet.
Ordne die folgenden Begriffe ihren Funktionen im Calvin-Zyklus zu:
Ordne die folgenden Begriffe ihren Funktionen im Calvin-Zyklus zu:
Welches Molekül dient als direkter Akzeptor für Elektronen am Ende der Elektronentransportkette im Photosystem I?
Welches Molekül dient als direkter Akzeptor für Elektronen am Ende der Elektronentransportkette im Photosystem I?
Die Zellatmung findet nur in Pflanzenzellen statt.
Die Zellatmung findet nur in Pflanzenzellen statt.
Der Prozess, bei dem Glukose in Pyruvat umgewandelt wird, wird als ______ bezeichnet.
Der Prozess, bei dem Glukose in Pyruvat umgewandelt wird, wird als ______ bezeichnet.
Welches der folgenden Moleküle wird im Zitratzyklus freigesetzt?
Welches der folgenden Moleküle wird im Zitratzyklus freigesetzt?
Die Elektronentransportkette in der Zellatmung findet in den Thylakoidmembranen statt.
Die Elektronentransportkette in der Zellatmung findet in den Thylakoidmembranen statt.
Welches Molekül wird am Ende der Elektronentransportkette in der Zellatmung reduziert?
Welches Molekül wird am Ende der Elektronentransportkette in der Zellatmung reduziert?
Bei der alkoholischen Gärung wird Pyruvat in ______ umgewandelt.
Bei der alkoholischen Gärung wird Pyruvat in ______ umgewandelt.
Welche der folgenden Aussagen beschreibt am besten den Unterschied zwischen aerober und anaerober Zellatmung?
Welche der folgenden Aussagen beschreibt am besten den Unterschied zwischen aerober und anaerober Zellatmung?
Bei der Milchsäuregärung wird Pyruvat direkt in Ethanol umgewandelt.
Bei der Milchsäuregärung wird Pyruvat direkt in Ethanol umgewandelt.
Warum ist die Photosynthese für das Leben auf der Erde von Bedeutung?
Warum ist die Photosynthese für das Leben auf der Erde von Bedeutung?
Flashcards
Fotosynthese
Fotosynthese
Umwandlung von Lichtenergie in chemische Energie innerhalb der Thylakoidmembran.
Lichtreaktion
Lichtreaktion
Lichtenergie wird von Antennenkomplexen aufgenommen und in chemische Energie umgewandelt; Wasserspaltung setzt Sauerstoff frei.
Elektronentransportkette
Elektronentransportkette
Eine Reihe von Proteinen, die Elektronen transportieren und Energie für die Protonenpumpe liefern, um einen elektrochemischen Gradienten zu erzeugen.
Photolyse
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ATP-Synthase
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Calvin-Zyklus
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RuBisCO
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Glykolyse
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Pyruvatoxidation
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Zitratzyklus
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Atmungskette
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Zellgärung
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C4-Pflanzen
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CAM-Pflanzen
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Photosysteme
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Wo Lichtreaktion stattfindet
Wo Lichtreaktion stattfindet
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Hauptprodukt des Calvin-Zyklus
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Pflanzenart mit C4-Weg
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Energiegewinnung ohne Sauerstoff
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Rolle der Photosysteme
Rolle der Photosysteme
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Study Notes
Photosynthesis - Light Reaction
- Occurs within the thylakoid membrane.
- Light (photons) is absorbed by antenna complexes of chlorophyll.
- Energy is transferred to an electron which becomes excited.
- Excited electron is transported via an electron transport chain.
- Photolysis splits H₂O into H⁺, electrons, and O.
- O₂ leaves the plant (the source of O₂ in the equation of photosynthesis).
- H⁺ and electrons replenish the electron vacancies in Photosystem II (P680).
- Electrons are taken up by an acceptor molecule and transported via an electron transport chain to Photosystem I (P700).
- Energy from the electron transport chain drives a proton pump in the cytochrome complex.
- Protons (H⁺) accumulate from the stroma to inside the thylakoid lumen to establish an electrochemical gradient.
- Photosystem I (P700) absorbs photons via antenna complexes, causing electrons to become excited.
- Electrons are transported via another electron transport chain to NADP⁺ reductase. -NADP⁺ + H⁺ is reduced to NADPH + H⁺.
- The electron vacancy in Photosystem I is filled by electrons from Photosystem II.
- ATP Synthase facilitates photophosphorylation.
- Driven by a charge/concentration gradient (H⁺).
- H⁺ flows from the thylakoid lumen into stroma.
- Rotation in the F₀ subunit of ATP synthase causes a spatial alteration.
- Alteration enables binding to form ATP.
- ADP + Phosphate forms ATP; converts kinetic energy into chemical energy.
Calvin Cycle
- Carboxylation: CO₂ is absorbed from the stroma and chemically bound to ribulose-1,5-bisphosphate by the enzyme RuBisCO.
- Forms an unstable C-6 body that breaks down into two C-3 bodies (PGA).
- Reduction: ATP is split into ADP + P.
- Phosphorylation occurs.
- NADPH + H⁺ transfers two electrons + H⁺.
- GAP (glyceraldehyde-3-phosphate) is produced.
- ⅙ of GAP goes to make glucose.
- ⁵/₆ is recycled for RuBP regeneration
Cellular Respiration - Glycolysis
- Occurs in the cytoplasm.
- Glucose (C₆H₁₂O₆) is split into two pyruvate molecules, requiring two ATP molecules (phosphorylation).
- Produces two pyruvate molecules, two ATP, and two NADH + H⁺.
Pyruvate Oxidation
- Occurs in the mitochondria.
- Pyruvate molecules are converted into Acetyl-CoA.
- Produces Acetyl-CoA, CO₂, and NADH per pyruvate molecule.
Citric Acid Cycle (Krebs Cycle)
- Occurs in the mitochondria.
- Acetyl-CoA undergoes chemical reactions to generate electrons.
- Per Acetyl-CoA: Produces 2CO₂, 1 ATP, 3 NADH + 1 FADH₂ which store energy, and GTP to produce ATP
Respiratory Chain (Electron Transport Chain)
- Occurs in the inner mitochondrial membrane.
- Collects electrons from NADH + FADH₂ and allows energy to be released.
- Uses the released energy for ATP synthase function and produces up to 34 ATP per glucose molecule.
- Electrons + hydrogen ions + oxygen form H₂O.
Glycolysis - Overview
- Glucose, NAD⁺, ADP + P are converted into Pyruvate, ATP, NADH + H⁺.
Activation (Pyruvate Oxidation) - Overview
- Pyruvate, CoA-SH, NAD⁺ are converted into CO₂, Acetyl-CoA, NADH + H⁺
Citric Acid Cycle - Overview
- Acetyl-CoA, NADH + H⁺ are converted into CO₂, CoA-SH, NADH + H⁺, FADH₂, GTP.
Respiratory Chain - Overview
- NADH + H⁺, FADH₂, ADP+P, O₂ are converted into H₂O, NAD⁺, FAD, ATP.
Fermentation
- Glycolysis: NADH cannot release electrons to the electron transport chain as there is no NAD⁺.
- NADH transfers electrons directly to pyruvate.
- Generate Lactate and NAD⁺.
- Lactic acid fermentation is carried out even if there is not enough O₂ to convert acetyl-CoA.
Photosystems
- Consist of light-harvesting complexes of pigment molecules and a chlorophyll-a molecule pair as the reaction center.
- Reaction centers are bound to different proteins, resulting in different absorption maxima.
- Photosystem II (P680): Absorbs light energy to facilitate hydrolysis, electron donation, and oxygen release.
- Photosystem I (P700): absorbs light energy to transfer electrons to NADP⁺ and reduces it to NADPH.
C-3 Plants
- Non-specialized photosynthetic pathway; most plants are C3 plants.
- Name originates from the first product of CO2 fixation, a 3-carbon compound (phosphoglycerate).
- CO2-fixing enzyme is RuBisCO (ribulose carboxylase).
- Mesophyll accounts for a large portion of the leaf mass with many chloroplasts, thus has high activity.
- Under hot/dry conditions, the stomata close, reducing water loss.
- O2 accumulates in the plant, RuBisCO binds O2 as a substrate.
- Photosynthesis declines by up to 50%.
- Higher temperatures reduce photosynthesis.
C-4 Plants
- Spatial separation.
- Adapted to warm or hot environments.
- First product of CO2 fixation is a C4-body (oxaloacetate).
- Close stomata under hot days.
- CO2 is fixed by mesophyll cells and transferred to bundle sheath cells.
- RuBisCO can be used in the Calvin cycle inside the bundle sheath cells.
- PEP-carboxylase is in the mesophyll: fixes CO2, even at lower CO2 concentrations.
- Oxaloacetate is converted to malate.
- Malate diffuses into bundle sheath cells.
CAM Plants (Succulents)
- Temporal separation.
- Adapted to high temperatures and water scarcity.
- Have similar initial CO₂ fixation steps as C4 plants.
- Stomata open at night (low water loss).
- CO2 in mesophyll cells is bound to PEP Carboxylase.
- Formation in malate, the salt of apple acid.
- Lowers the pH value at night.
- The next day the CO₂ from malate is released and fed into the Calvin cycle.
Sample Exam
Calvin Cycle
- In the Calvin cycle, there are three steps.
- In the first step, CO₂ is fixed by the enzyme RuBisCO and converted to PGA.
- During the reduction of PGA, ATP and NADPH are required to produce glucose.
- Turning ATP into ADP and NADPH into NADP.
- This process generates ADP and NADP, which are used in the light-dependent reactions for ATP and NADPH synthesis.
- In the last step, the rest - 5/6 - will be converted to Rubisco using ATP to regenerate it.
Disadvantages - Calvin Cycle
- The light-dependent reactions require ADP for ATP synthase.
- However, this restores the concentration gradient for hydrogen.
C3 Plants - Advantages
- Non-specific, widely distributed.
- Presence of many mesophyll cells with chloroplasts, thus resulting in high photosynthetic rate.
C3 Plants - Disadvantages
- There is not always enough CO₂.
Photosystem II
- Photosystem II P680 absorbs light at a wavelength of 680 nm by using energy for this hydrolysis.
Aerobic Respiration
- Aerobic and anaerobic respiration are types of cell respiration.
- Glycolysis and the citric acid cycle occur in three plant species.
- The first is the C3 plant since they are high in CO carbon.
- C4 is in regions and can also act as The first carbon-fixing species in those plants will then often generate C4 for a living.
- C-4 Plants have a spatial separation of CO(2) fixation, which happens in the mesophyll
- Calvin Cycle - this will require bundle sheath cells, resulting in a unique form of oxygen and RuBisCo in CAT Plants.
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