Bioexam revision 20.09.21 "Fotosynthese"

Question 1

Was ist die Funktion der Fotosynthese?

Answer 1

Durch die Fotosynthese wird Glc produziert, wobei Glc der wichtigste Energieträger in der Natur ist, da es im Stoffwechsel der meisten Organismen durch Zellatmung verbrannt werden kann. Durch die Verbrennung wird die chemische Energie der Glc für den Stoffwechsel verfügbar.

Question 2

Wie läuft die Fotosynthese ab? (Grob erklärt)

Answer 2

Chlorophyll fängt die Energie des Sonnenlichts auf. Dies findet in den Chloroplasten statt. Neben der Energie nehmen die Pflanzen auch CO2 und H2O auf. Die Produkte sind dann O2 und Glucose.

Question 3

Was können die Pflanzen mit der Glucose alles machen?

Answer 3

Sie könne Glucose in Form von Stärke speichern oder für den Aufbau von Cellulose (das Material der Zellwände) verwenden.

Question 4

Zu welcher Stoffgruppe gehört Glucose?

Answer 4

Kohlenhydrate.

Question 5

Warum speichern Pflanzen Glucose überhaupt?

Answer 5

Da sie es später mal für den Winter, die Nacht oder auch für Keimlinge benötigen würden.

Question 6

Wo geschieht die Zellatmung?

Answer 6

Bei den Mitochondrien.

Question 7

Atmen Pflanzen auch?

Answer 7

Ja durch Zellatmung.

Question 8

Welche Farben werden vom Chlorophyll absorbiert?

Answer 8

Alle ausser grün, da es reflektiert wird.

Question 9

In welchen Zellen des Blatts läuft die Fotosynthese ab?

Answer 9

Im Palisadengewebe und Schwammgewebe, da sich dort die Chloroplasten befinden.

Question 10

Wie kommen die Zellen an Wasser ran?

Answer 10

Aus den Röhren des Xylems.

Question 11

Wo befindet sich das Xylem?

Answer 11

Es ist ein Teil des Leitungsgewebes.

Question 12

Wie kommen die Pflanzen an Luft bzw. Kohlenstoffdioxid ran?

Answer 12

Über Hohlräume und die Spaltöffnungen, die nach Bedarf geöffnet und geschlossen werden können.

Question 13

Was macht die obere Epidermis mit der darüber liegenden Wachsschicht der Kutikula?

Answer 13

Sie schützt vor Wasserverlusten und Krankheitserregern.

Question 14

Wie bildet die Pflanze Stärke?

Answer 14

Indem sie viele Traubenzuckerteilchen zu einer Kette verbindet.

Question 15

Was hat Traubenzucker für eine Funktion bei den Pflanzen?

Answer 15

Sie können fast alle nötigen Lebensstoffe aus Traubenzucker herstellen. Neben Wasser benötigen sie geringe Mengen an Mineralstoffen, insbesondere Stickstoff und Phosphor.

Question 16

Hat die Pflanze bei hohen Lichtmengen und wenig CO2 eher viele oder wenige Stomata?

Answer 16

Viele, da sie ja möglichst viel CO2 aufnehmen will.

Question 17

Aus welchen Reaktionen besteht die Fotosynthese?

Answer 17

Aus der Fotoreaktion und der Synthesereaktion.

Question 18

Was geschieht in der Fotoreaktion?

Answer 18

Die Energie des absorbierten Lichts wird chemisch nutzbar gemacht.

Question 19

Wo geschieht die Fotoreaktion?

Answer 19

An den Thylakoidmembranen der Chloroplasten.

Question 20

Erläutere die Fotoreaktion mit den einzelnen Vorgängen.

Answer 20

Am Anfang wird das Wasser gespalten in H+ und e-. Als Endprodukte bekommt man ATP und NADPH +H (H+ und e- werden auf NADP übertragen).
Diese Stoffe könne aber nicht lange gespeichert werden, sie werden zur Synthese von Glucose weiter verwendet.

Question 21

Wo läuft die Synthesereaktion ab?

Answer 21

Sie läuft im Stroma der Chloroplasten ab.

Question 22

Erläutere die Synthesereaktion in einzelnen Schritten.

Answer 22

Hier wird Kohlenstoffdioxid fixiert aus der Luft. Durch Kopplung von ATP mit endergonischen Reaktionen und die Elektronenübertragung von NADPH+ H+ wird in mehreren Teilschritten Glucose aufgebaut.
NADP+ und ADP entstehen dann am Ende der Synthesereaktion, welche zurück in die Fotoreaktion eingeschleust werden.

Question 23

Warum ist O2 ein Abfallprodukt der Fotosynthese?

Answer 23

Da sie den Sauerstoff in der Fotosynthese nicht benötigen.

Question 24

Stammt das Abfallprodukt O2 aus dem Wasser oder dem Kohlenstoffdioxid?

Answer 24

Aus dem Wasser.

Question 25

Wie lautet die Nettogleichung der Fotosynthese und für was ist sie gut?

Answer 25

6 H2O + 6 CO2 —> C6H12O6 + 6 O2

Sie zeigt den chemischen Ablauf der Fotosynthese.

Question 26

Wie lautet die Bruttogleichung der Fotosynthese und für was ist sie gut?

Answer 26

12 H20 + 6 CO2 —> C6H12O6 + 6 O2 + 6 H2O

Sie berücksichtigt die Mechanismen der Fotosynthese, indem sie die Bilanz der aufgenommenen und gebildeten Stoffe aufzeigt.

Question 27

Wie lautet die Formel für die Zellatmung?

Answer 27

C6H12O6 + 6 O2 —> 6 H2O + 6 CO2

Question 28

Wozu dient die Zellatmung?

Answer 28

Sie ist ein Stoffwechselvorgang, bei dem durch Oxidation organischer Stoffe Energie gewonnen wird.

Question 29

Wie verändert sich die Fotosynthese-Rate einer Pflanze, wenn der CO2-Gehalt in der Umgebung steigt?

Answer 29

Die Fotosynthese erfolgt schneller, wenn mehr CO2 da ist. Irgendwann wird aber ein Plateau erreicht, das heisst, sie ist nicht mehr fähig, CO2 aufzunehmen.
Dafür kann es zwei Gründe geben:
-Die Chloroplasten sind überlastet.
-Keine Energie (Licht) ist vorhanden.

Question 30

Was ist die Funktion von ATP und aus was besteht sie?

Answer 30

ATP ist eine Verbindung aus den Bausteinen Adenin, Ribose und Phosphat. ATP-Moleküle sind die Grundform chemischer Energie in allen lebenden Zellen. Durch Abspaltung eines Phosphatrestes wird Energie freigesetzt.

ATP —> ADP + P + Energie

Question 31

Für was wird die freigesetzte Energie durch die Abspaltung eines Phosphatrestes beim ATP- Molekül verwendet?

Answer 31

Für die Muskelbewegung, aktiver Stofftransport oder die Synthese von Körpereigenen Stoffen.

Question 32

Wie viel Menge an ATP verbraucht ein Mensch täglich?

Answer 32

So viel wie sein Körpergewicht.

Question 33

Erläutere den Prozess der Diffusion und der ATP Erzeugung.

Zeichne

Answer 33

Durch das eingefangene Licht wird Wasser hydratisiert, das heisst in H+ und e- aufgeteilt. Die Elektronen durchfliessen verschiedene Moleküle in der Thylakoidmembran. Dabei wird Energie freigesetzt, wobei weitere H+ in den Thylakoid-Innenraum transportiert werden. Dadurch steigt die Konzentration der H+ im Innenraum. Ein Konzentrationsgefälle ist also zwischen dem Innen- und Aussenraum entstanden.
Durch Diffusion strömen nun H+ durch den Kanal der ATP-Synthase ins Stroma.

Question 34

Was ist die ATP-Synthase und welche Aufgabe hat sie?

Answer 34

Sie ist ein spezielles Kanal-Protein in der Thylakoidmembran, welches auf der Stroma-Seite aus einem Enzym besteht, das die Synthese von ATP aus ADP und P katalysiert. Die Energie für die ATP-Synthase stammt aus dem Strom der H+, welche durch den Kanal fliessen.

Question 35

Warum ist Fotosynthese wichtig?

Answer 35

• Die Nahrungskette beginnt mit der Fotosynthese. Die Pflanzen stellen Nährstoffe her, welche von den Pflanzenfressern aufgefressen und diese wiederum von Fleischfressern aufgefressen werden.
• Sauerstoff ist durch Fotosynthese entstanden. Ohne Sauerstoff könnten wir nicht leben.
• Aus Sauerstoff bildet sich die Ozonschicht, welche grosse Mengen des UV-Lichts hält. UV-Licht schädigt der DNA.
• Ohne Fotosynthese kein Stahl. Stahl wird aus Eisenerz gewonnen, welches durch die Fotosynthese früher Prokaryoten und den daraus freigesetzten Sauerstoff entstand. Der Sauerstoff oxidierte lösliches Eisen im Meerwasser, so dass diese unlöslich wurde und sich als Eisenerz in den Ozeanböden ablagerte. Diese Sedimente werden heute zur Stahlgewinnung abgebaut.
• Ohne Fotosynthese keine fossilen Pflanzenreste wie Erdöl und Kohle. Durch die Verbrennung dieser Stoffe wurde die Industrialisierung möglich.