Biologie Stoffwechsel – Photosynthese
Karteikarten zum Thema „Naturwissenschaften“ · 13 Karten · von atrio. Beispiele: Was ist die Gesamtreaktionsgleichung der Photosynthese? · In welchem Organel…
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13 KartenWas ist die Gesamtreaktionsgleichung der Photosynthese?
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6 CO₂ + 6 H₂O + Lichtenergie → C₆H₁₂O₆ + 6 O₂. Kohlendioxid und Wasser werden zu Glucose und Sauerstoff umgesetzt.
In welchem Organell und in welchen Kompartimenten findet die Photosynthese statt?
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Im Chloroplast: Lichtreaktion in den Thylakoidmembranen (Grana), Calvin-Zyklus im Stroma (Matrixraum).
Welche zwei Hauptphasen gliedern die Lichtreaktion der Photosynthese?
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Primärreaktion (Lichtabsorption, Ladungstrennung in PSII und PSI) und Elektronentransportkette mit Photophosphorylierung (ATP-Synthese).
Welche Funktion hat Photosystem II (PSII) in der Lichtreaktion?
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PSII spaltet Wasser (Photolyse) zu O₂, 4 H⁺ und 4 e⁻, liefert Elektronen an Plastochinon und pumpt Protonen in den Thylakoidlumen.
Wie wird der Elektronentransport zwischen PSII und PSI bezeichnet und welchen Verlauf nimmt er?
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Z-Schema: Elektronen fließen von PSII über Plastochinon (PQ), Cytochrom b6f, Plastocyanin (PC) zu PSI und weiter über Ferredoxin (Fd) zu NADP⁺.
Welche Rolle spielt das Cytochrom b6f-Komplex bei der Photophosphorylierung?
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Es überträgt Elektronen von PQH₂ auf PC und pumpt dabei zusätzliche Protonen vom Stroma in den Lumen – verstärkt den Protonengradienten für ATP-Synthese.
Wie synthetisiert die ATP-Synthase (CF₀CF₁) ATP im Chloroplasten?
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Protonen fließen entlang ihres elektrochemischen Gradienten durch CF₀ vom Lumen ins Stroma; die Rotation treibt in CF₁ die ADP-Phosphorylierung zu ATP an.
Welche drei Phasen durchläuft der Calvin-Zyklus pro CO₂-Molekül?
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Carboxylierung (RuBP + CO₂ → 2×3-PGA), Reduktion (3-PGA → G3P unter ATP/NADPH-Verbrauch), Regeneration (G3P → RuBP).
Was katalysiert das Enzym Rubisco und warum ist es fehleranfällig?
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Rubisco carboxyliert RuBP mit CO₂ zu 3-PGA, kann aber auch O₂ binden (Oxygenase-Aktivität) → Photorespiration, die Energie und Kohlenstoff kostet.
Wie vermeiden C4-Pflanzen Photorespiration bei hohen Temperaturen?
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CO₂ wird in Mesophyllzellen zunächst zu Oxalacetat (C4) fixiert, in Bündelscheidenzellen freigesetzt – hohe lokale CO₂-Konzentration unterdrückt Rubisco-Oxygenase.
Welchen zeitlichen Mechanismus nutzen CAM-Pflanzen zur Wassereinsparung?
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Nachts öffnen sich Spaltöffnungen, CO₂ wird als Malat in Vakuolen gespeichert; tagsüber bei geschlossenen Spaltöffnungen wird CO₂ für Calvin-Zyklus freigesetzt.
Welche Faktoren begrenzen die Photosyntheserate nach dem Gesetz des Minimums?
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Lichtintensität, CO₂-Konzentration, Temperatur und Wasserverfügbarkeit – der jeweils knappste Faktor bestimmt die Gesamtgeschwindigkeit.
Wie unterscheiden sich zyklische und nicht-zyklische Photophosphorylierung im Ertrag?
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Nicht-zyklisch: ATP + NADPH + O₂ (Wasser gespalten). Zyklisch: nur ATP (Elektronen kehren von Ferredoxin zu Plastochinon zurück), kein NADPH, kein O₂.