Fotosynthesevarianten: Anpassung an die Umwelt

Fotosynthese
Fotosynthese und Ökologie

Der Faktor Temperatur nimmt großen Einfluss auf die Prozesse der Fotosynthese. Mit der „Evolutionsbrille“ betrachtet, finden wir optimale Anpassungen an diesen Standortfaktor in der evolutiven Entwicklung von C4- oder CAM -Pflanzen.

Fotosynthese: Anpassung an die Umwelt

Besonderheiten der Fotosynthese:

RubisCO oder Ribulose-1,5-Carboxylase/-Oxygenase ist das Enzym, welches für die CO₂-Fixierung im Calvin-Zyklus zuständig ist.

Im Gegensatz zu anderen Enzymen kann RubisCO mit zwei Substraten arbeiten: CO₂ und O₂! Die Bindung und Umsetzung des „falschen Substrats“ O₂ hat zur Folge, dass im Verlauf des Calvin-Zyklus neben einem C3-Körper (3-Phosphoglycerinsäure) nun ein C2-Körper (2-Phosphoglyoxylat) entsteht. Dieser C2-Körper kann nicht zur Glukosegewinnung eingesetzt werden und muss unter Energieaufwand regeneriert werden!

C3-Pflanze Gerste

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Stoffwechsel

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Diese Themen werden im Kurs behandelt:

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Grundlagen des Stoffwechsels
- Einleitung zu Grundlagen des Stoffwechsels
- Grundlagen des Stoffwechsels (Allgemein)
- Energieumwandlung
  - Einleitung zu Energieumwandlung
  - Wege der Energieumwandlung - Basiswissen Chemie
    - Einleitung zu Wege der Energieumwandlung - Basiswissen Chemie
    - Wasser - das Lebenselexier
    - Kohlenwasserstoffe und funktionelle Gruppen
      - Einleitung zu Kohlenwasserstoffe und funktionelle Gruppen
      - Charakteristischen Reaktionen
  - Zellen und Organellen des Stoffwechsels
- Fließgleichgewicht und Regulation des Stoffwechsels
- Stoffwechselregulation
Prozesse zur ATP-Gewinnung
- Einleitung zu Prozesse zur ATP-Gewinnung
- Enzymatik - Grundlage: Proteinwissen generell
  - Einleitung zu Enzymatik - Grundlage: Proteinwissen generell
  - Aufbau von Proteinen
  - Eigenschaften der Enzyme
    - Einleitung zu Eigenschaften der Enzyme
    - Schlüssel-Schloss-Prinzip
  - Ablauf der Enzymreaktion
  - Möglichkeiten der Enzymbeeinflussung
    - Einleitung zu Möglichkeiten der Enzymbeeinflussung
    - Biokatalysatoren: Einfluss von Temperatur, pH, Salzkonzentration
    - kompetetive Hemmung
    - nicht kompetitive Hemmung
    - allosterische Wechselwirkung
      - Einleitung zu allosterische Wechselwirkung
      - Schwermetalle und Enzymaktivität
  - Einfluss von Hitze auf Enzyme - Ein Experiment
    - Einleitung zu Einfluss von Hitze auf Enzyme - Ein Experiment
    - Beispiele für Enzymreaktionen - Urease
    - Beispiele für Enzymreaktionen - Katalase
  - Enzyme im Alltag
Fotosynthese
- Einleitung zu Fotosynthese
- Ort der Fotosynthese
  - Einleitung zu Ort der Fotosynthese
  - Chloroplasten: Organelle der Fotosynthese
    - Einleitung zu Chloroplasten: Organelle der Fotosynthese
    - Endosymbionten-Hypothese
- Primärreaktion der Fotosynthese
  - Einleitung zu Primärreaktion der Fotosynthese
  - Lichtsammelkomplexe
  - Frühe Experimente zur Fotosynthese
  - Experiment: Dünnschicht-Chromatographie (DC) der Blattfarbstoffe
  - Primärvorgänge der Fotosynthese
    - Einleitung zu Primärvorgänge der Fotosynthese
    - Wasserspaltung durch Licht
    - Elektronentransport und Fotophosphorylierung
  - Zyklische Fotophosphorylierung
  - Chemiosmose
    - Einleitung zu Chemiosmose
    - Redoxchemie
  - ATP-Synthase
  - Lichtreaktion auf einen Blick
    - Einleitung zu Lichtreaktion auf einen Blick
    - Lichtreaktion: Weiterverwendung der Endprodukte
- Sekundärvorgänge der Fotosynthese
  - Einleitung zu Sekundärvorgänge der Fotosynthese
  - C-Körper-Schema des Calvin-Zyklus
  - Autoradiagraphie bringt Licht in die Dunkelreaktion
  - Katalyse: Enzymreaktion am Beispiel der Dunkelreaktion
- Fotosynthese in Gleichungen
- Aufklärung der Fotosynthese
- Fotosynthese und Ökologie
  - Einleitung zu Fotosynthese und Ökologie
  - Abhängigkeit der Fotosyntheserate von Außenfaktoren
    - Einleitung zu Abhängigkeit der Fotosyntheserate von Außenfaktoren
    - Umweltfaktor Licht
    - Umweltfaktor Wasser
  - Fotosynthesevarianten: Anpassung an die Umwelt
  - CAM-Pflanzen
  - C4-Pflanzen
  - Fotosyntheseprodukte der Pflanze -> Bedeutung und Speicherung
  - Zusammenfassung: Fotosynthese
- Chemosynthese: es funktioniert auch ohne Licht
  - Einleitung zu Chemosynthese: es funktioniert auch ohne Licht
  - autotrophe Assimilation am Beispiel nitrifizierender Bakterien
Stoffwechsel vielzelliger Tiere - Wo kommt die Glukose her?
- Einleitung zu Stoffwechsel vielzelliger Tiere - Wo kommt die Glukose her?
- Verdauung und Resorption - Verdauungssystem
- Verdauung und Resorption - Fette
- Verdauung und Resorption - Proteine und Kohlenhydrate
- Berechnung des Energieumsatzes
- Gesundheit und Nahrung
  - Einleitung zu Gesundheit und Nahrung
  - Allergien gegen Nahrungsbestandteile
- Blut- und Kreislauf
  - Einleitung zu Blut- und Kreislauf
  - Blut das flüssige Organ
  - Erythrozyten
    - Einleitung zu Erythrozyten
    - Sauerstofftransport - Hämoglobin
- äußere Atmung
  - Einleitung zu äußere Atmung
  - Regulation der Atmung
- Ausscheidungsprozesse
Zellatmung
- Einleitung zu Zellatmung
- Glykolyse
- Oxidative Decarboxylierung
- Der Citratzyklus
- Endoxidation - Atmungskette
- Zellatmung in Gefahr
- Gesamtsumme des Glukoseabbaus über die Vorgänge der Zellatmung
- Zellatmung: Abhängigkeit von inneren und äußeren Faktoren
  - Einleitung zu Zellatmung: Abhängigkeit von inneren und äußeren Faktoren
  - Energiebilanz und Regulation der Atmung
  - Regulation des Stoffwechsels
  - Regulation der Phosphofruktokinase (PFK)
- Pyruvat als Scheitelpunkt: mit oder ohne Sauerstoff?
  - Einleitung zu Pyruvat als Scheitelpunkt: mit oder ohne Sauerstoff?
  - Milchsäuregärung
  - alkoholische Gärung
    - Einleitung zu alkoholische Gärung
    - Experimente zur alkoholischen Gärung
  - heterotrophe Assimilation
- Zusammenfassung: Zellatmung
  - Einleitung zu Zusammenfassung: Zellatmung
  - Gemeinsamkeiten und Unterschiede bei diesen ATP-produzuierenden Prozessen