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Was ist eine Palisadenparenchymzelle?
Unter der Epidermis liegt das sogenannte Palisadenparenchym. Hier befinden sich die meisten Chloroplasten.
Das Palisadenparenchym ist der Hauptort der Photosynthese.
Die Zellen des Palisadenparenchyms haben eine längliche Form und sind zu einer Fläche angeordnet.
Wo kommt der Sauerstoff her?
6 CO2 + 12 H2O -> C6H12O6 + 6 O2 + 6 H2O
Der Sauerstoff (6 O2) kommt aus dem Wasserspaltungskomplex der an dem Photosystem II sitzt, sprich aus dem Wasser.
2 H2O -> O2 + 4 H + + 4 e-
(Wasser als Elektronenlieferant -> Photolyse des Wassers -> O2 entsteht)
Nichtzyklische Lichtreaktion
Im normalen Verlauf - der nicht zyklischen Lichtreaktion:
Lichtenergie wird zur Spaltung (Oxidation) von Wasser genutzt.
Aus einem Wassermolekül entstehen
H2O -> 1/2 O2 + 2 e– + 2 H+
Es erfordert zwei unterschiedliche Photosysteme, die hintereinander geschaltet sind.
Die Elektronentransportkette in der Thylakoidmembran transportiert die Elektronen und überträgt sie auf das Elektronencarrier-Molekül NADP+.
Es handelt sich um eine Folge von Redoxreaktionen, bei denen viel Energie frei wird (=exergonisch).
Ein Teil dieser freien Energie nutzt die ATP-Synthase am Ende der Elektronentransportkette, um ATP herzustellen.
Dauergewebe
-Leitgewebe
• Komplexes Gewebesystem
• Funktion: Substanztransport
• Xylem: Ferntransport von Wasser und Nährsalzen
Tracheiden : Wasser und Nährsalztransport,
Stützfunktion
Tracheen: (Angiospermen) Wasser und Nährsalztransport
Xylemparenchym: Speicherung (direkt um andere herum)
Xylemfasern: Stützfunktion, da diese Funktion sonst fehlt
• Phloem: Assimilat Transport
Assimilattransport
Siebröhren und Gleitzellen (Angiospermen): Assimilattrasport
Phloemparenchym: Speicherung
Phloemfasern: Stützen
Dauergewebe
Grundgewebe
Leitgewebe
Abschlussgewbe
Calvin-Zyklus Bilanz
Ein Glucose-Molekül besteht aus 6 Kohlenstoffatomen -> 6 Kohlenstoffdioxid-Moleküle benötigt werden.
Dafür sind 6 Umdrehungen des Calvin-Zyklus notwendig und ein Energieaufwand von 18 ATP Molekülen und 12 NADPH-Molekülen.
prokaryoten/eukaryoten
• Prokaryoten haben keinen ausgeprägten Zellkern
• Eukaryoten sind höher und weiter entwickelt
• Endosymbionten Theorie: Organelle (bei den Eukaryoten, wie Chloroplasten und Mitochondrien) früher selbstständige Prokaryoten und im Laufe der Evolution eine Synergie innerhalb der Zelle entwickelt
Calvin Zyklus Ort
Sowohl die Lichtreaktion als auch die Dunkelreaktion finden in den Chloroplasten in pflanzlichen Zellen statt.
Die Dunkelreaktion läuft im Stroma der Chloroplasten ab.
Darin liegen einzelne Thylakoide, die Stromathylakoide, Ribosomen, DNA und Stärkekörner - können den Zucker (teilweise als Stärke gespeichert) lagern.
Bilanz der Photosynthese bei der Photorespiration
Der Ablauf des Calvin-Zyklus hat einen Haken:
Die Rubisco fixiert nicht nur Kohlendioxid, sondern auch Sauerstoff, je nachdem, was gerade mengenmäßig am meisten vorliegt.
Das hat zur Folge, dass gerade gebildete C3-Körper wieder „veratmet“ werden (d. h. es wird Sauerstoff verbraucht und CO2 abgegeben, unter „Verbrauch“ des C3-Körpers).
Photorespiration
Das Enzym RuBisCO kann Kohlenstoffdioxid fixieren (=Carboxylierung) und Sauerstoff fixieren (=Oxygenierung).
Dadurch geht dem Calvin-Zyklus ein Kohlenstoffatom „verloren“.
(Es entstehen statt zwei C3 -Molekülen 3-Phosphoglycerinsäure (PGS), ein Molekül 3-PGS und ein C2 – Molekül (2-Phosphoglycolat)).
Letzteres muss in einem energieaufwendigen Weg in verschiedenen Zellorganellen (Mitochondrien und Peroxisomen ) zu 3-PGS umgewandelt werden.
Denn nur dieses Molekül kann der Calvin-Zyklus weiter verstoffwechseln.
Wiederverwertung des Kohlenstoffgerüstes bezeichnet man als Photorespiration oder Lichtatmung.
(Da er ziemlich viel Energie „verschwendet“, versuchen ihn Pflanzen nach Möglichkeit zu vermeiden.)
Besonders an heißen, trockenen Tagen kommt es häufig zur Photorespiration, da die Pflanzen ihre Spaltöffnungen schließen, damit kein Wasser verdunsten kann.
Dadurch kann aber auch wenig Kohlenstoffdioxid aus der Luft in die Pflanzen gelangen und der Sauerstoffgehalt steigt im Vergleich zum Kohlenstoffdioxidgehalt.
Das wiederum führt dazu, dass das Enzym RubisCO auch öfter Sauerstoff an das Akzeptormolekül bindet.
Was macht die Pflanze in der Nacht?
Die Photosynthese kommt zum Erliegen, durch die Dunkelatmung der Blätter strömt CO2 nach außen und der zur Atmung benötigte Sauerstoff diffundiert in das Blatt.
In der Bilanz Tag - Nacht wird allerdings mehr CO2 verbraucht als produziert.
Elektronentransportkette
In der Membran sind noch weitere Redoxsysteme enthalten, die Elektronen transportieren.
Sie nehmen die Elektronen jeweils auf und geben sie wieder ab.
Am Ende der Lichtreaktion ist analog zur Atmungskette ein Kanalprotein – die ATP-Synthase in der Thylakoidmembran integriert, um die Herstellung von ATP zu ermöglichen.
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