Stoffabbau und Stoffaufbau im Ökosystem Flashcards
(24 cards)
Heterotrophie
- Fremdernährend
- Ernährung durch organische Stoffe
- Aufgenommene Energie in körpereigene Biomasse umgewandelt
- Tiere, Pilze, manche Bakterien
Autotrophie
- Selbsternährend
- Umwandlung von anorganischen Stoffen (z.B. Licht, chemische Energie) in organische Biomasse
- alle Pflanzen, manche Bakterien
- Produzenden (Aufnahme von Heterotrophen)
Photosynthese
- Kann in den grünen Abschnitten der Pflanze stattfinden (in den Chloroplasten)
Reaktionsgleichung der Photosynthese
Wasser + Kohlendioxid
↓ (Licht)
Zucker (Glucose) + Sauerstoff
6 H2O + 6 CO2 → C6H12O6 + 6 O2
Ablauf der Photosynthese
- Chlorophyl in den Membranen der Chloroplasten kann Licht absorbieren
- Lichtenergie wird zur Spaltung des Wassers genutzt (Fotolyse)
- Wasser wird in Sauerstoff (1/2 O2) und 2H+ gespalten
- H+ reichern sich an der Innenseite der Membranen an und erzeugen Spannung nach außen
- Elektrische Energie wird zur Erzeigung von ATP (chemische Energie) verwendet
ATP und ADP
ATP = Adenosintriphosohat (energiereich)
ADP = Adenosindiphosphat (energiearm)
- ADP + P = ATP
- Beim Durchtritt durch bestimmte Tunnelproteine wird ATP zu ADP (ATP - Synthetase)
Atmung
- Verwendet von Tieren und Pflanzen zur Zersetzung energiereicher Stoffe
- Äußere Atmung: Aufnahme von O2 und Abgabe von CO2 über Atmungsorgane (z.B. Lungen) oder Spaltöffnungen (Pflanzen)
- Innere Atmung: Transport der Atemgase zu bzw. von Zellen weg (Blut)
- Zellatmung: Chemische Reaktionen (Oxidation) unter O2 Verbrauch in den Mitochondrien
- Bei Pflanzen: Energiegewinnung aus Nahrung (Zucker) mittels Sauerstoff
Reaktionsgleichung der Atmung
Umkehrung der Photosynthese
Zucker (Glucose) + Sauerstoff
↓ (ADP+P → ATP)
Kohlendioxid + Wasser
6 C6H12O6 + 6 O2 → 6 CO2 + 6 H2O
Ablauf der Atmung
- Zucker, Bau- und Reservestoffe können veratmet werden
- In kleinere Moleküle (Pyruvat) zerlegt und in Mitochondrien transportiert
- Pyruvat wird zuerst um- dann im Citratzyklus abgebaut
- Energie wird zum Aufbau eines Protonengradienten an der Mitochondrienmembran verwendet
- Durch Ausgleich des Protonengradienten wird Energie für ATP frei
Gärung
- Energiegewinnung ohne Sauerstoffverbrauch
- Findet im Zellplasma statt
- Endprodukte enthalten noch relativ viel Energie (weniger Energiegewinnung für Zellen)
- Endprodukte stellen Abfallstoffe (Gifte) für Zellen dar
Alkoholische Gärung
- Hefepilze bauen unter O2-Abschluss Zucker aus einer Zuckerlösung ab
- Ethanol und CO2 entstehen
- Ab 15% Ethanol gehen Hefepilze zugrunde
Zucker → Alkohol + CO2 (Gärgas)
C6H12O6 + 2 C2H5OH + CO2
Energiebilanz: -234 kJ
Milchsäuregärung
- Energie der Muskulatur hauptsächlich durch Atmung
- Bei großer Anspannung blockiert Blut- und damit auch Sauerstoffzufuhr
- Ohne O2 → Gärungsprozess
- Zucker wird zu Milchsäure (Lactat) abgebaut
- Milchsäure häuft sich im Muskel an (Muskel wird dick)
- Tätigkeit muss abgebrochen werden
Besondere Arten der Energiegewinnung und Ernährung
Folgt
Bakterielle Photosynthese
- H2S (Schwefelwasserstoff) statt H2O
- Schwefel als Abfallprodukt
- Findet an den Membraneinstülpungen (Mesosomen) statt da Bakterien keine Chloroplasten besitzen
Chemosynthese
- Manche Bakterien können energiereiche anorganische Stoffe zersetzen um Energie zu gewinnen
z.B. Nitrobakterien: zersetzen Ammoniumionen (NH4+) wobei Nitrat (NO3-) gebildet wird
Destruenten (Saprophyten)
- Die meisten Bakterien und Pilze
- Bauen organische Stoffe zu anorganischen Stoffen ab (Remineralisierung)
Organische Stoffe: Ausscheidungsprodukte lebender und Überreste toter Organismen)
Schmarotzer (Parasiten)
- Entziehen lebenden Organismen (Wirt) Nährstoffe
- Schaden dem Wirt
a) Grüne Halbschmarotzer
- Grüne Blätter aber verkümmerte Wurzeln
- Manche (z.B. Augentrost oder Klappertopf) haften sich mit knopfartigen Saugwarzen (Haustorien) an Wurzeln des Wirtes
- Entziehen Wirt Nährstoffe und Wasser
- Mistel besiedelt Äste => Bohrt Wurzeln in Leitungsbahnen der Wirtpflanze
b) Nichtgrüne Vollschmarotzer
- Haben kein Chlorophyll
- Ernähren sich ausschließlich von Stoffen des Wirtes
- Viele Bakterien und Pilze aber auch Blütenpflanzen (z.B. Mutterkornpilz, Rost- und Brandpilze, Hautpilze bei Tieren, heimische Sommerwurz, tropische Rafflesia)
Insektenfressende Pflanzen
- Strukturen um Insekten einzufangen und mit Verdauungssekreten zu zersetzen (äußere Verdauung)
- Nährstoffe werden aufgenommen
- Energieaufnahme hauptsächlich autotroph (besitzen Chlorophyll)
- Insekten als Zusatznahrung v.a. an Orten mit Stickstoffmangel (in Aminosäuren)
z.B. Sonnentau, Venus Fliegenfalle, Kannenpflanze
Symbiosen
- Zusammenleben verschiedener Arten zu beidseitigem Vorteil
- Oft Vorteile überwiegend für einen Partner
a) Flechten
- Aus Algenzellen und Geflecht aus Pilzfäden (Hyphen)
- Anordnung der beiden Bestandteile zu Mehrschichtiger Struktur
- Algen betreiben Fotosynthese und liefern Pilz energiereiche Stoffe (Zucker)
- Pilz liefert Alge Wasser, CO2 und Nährsalze
- Alge kann ohne Pilz, aber Pilz nicht ohne Alge leben (gemäßigter Parasitismus)
- Können Stoffe produzieren, die weder Pilz noch Alge alleine produzieren können
- Können auch in unwirtlichen Umgebungen überleben (Wüste, Tundra,…) daher oft Pionierpflanze genannt
b) Mykorrhiza
- Lebensgemeinschaft zwischen im Boden lebenden Pilzen und vielen Waldbäumen, Orchideen oder Heidekräutern
- Pilzfäden umgeben Wurzeln oder dringen sogar darin ein
- Erweitertes Wurzelsystem (liefert Nährsalze und Wasser)
- Pilze zersetzen organische Stoffe im Boden und liefern u.a. Stickstoff
- Pflanze liefert Pilz Kohlehydrate (Zucker)
Produzenten, Konsumenten, Destruenten
Produzenten:
- Am Beginn der Nahrungskette
- Autotrophe Ernährungsform
- Stellen Biomasse und Sauerstoff her
- z.B. Pflanzen
Konsumenten:
- Energiegewinnung durch Verzehr anderer Teile der Nahrungskette (heterotrophe)
- Manche konsumieren Biomasse direkt (Pflanzenfresser)
- z.B. Tiere
Destruenten:
- Verzehren tote und verrottete organische Materialien
- Führen wichtige Nährstoffe zurück in den Boden
- z.B. Pilze, Bakterien
