Verständisschwierigkeiten - Fotosynthese, Algen-Experiment

BioNoob1 · Gast

Meine Frage:
Hallo zusammen!

Erstmal hoffe ich, dass meine Frage hier richtig ist. Und sry für die wenig aussagende Überschrift. Mir viel nicht besseres ein. O.o

Nun aber zu meinem Problem:
Ich sitze hier an einer Aufgabe und verstehe nicht so ganz, was von mir zur Beantwortung verlangt wird.
Btw: Bio ist nicht mein stärkstes Fach smile

Also:

In einem Experiment wird eine Algenkultur kontinuierlich belichtet und dabei auf einen bestimmen

-Gehalt eingestellt. In regelmäßigen Abständen werden Proben entnommen, und die Konzentration von 3-Phosphoglycerat (3-PG) und Ribulose-1,5-bisphosphat (RuBP) wird bestimmt. Nach einer bestimmten Zeit wird die Zufuhr von

gestoppt, die Proben aber weiterhin regelmäßig entnommen. Die folgende Grafik stellt den Verlauf des Versuchs dar:

http://s1.directupload.net/images/130703/temp/6yctn27c.png

a) Stellen Sie die Lichtreaktion der Fotosynthese in der Übersicht dar. Benennen Sie Ausgangs- und Endprodukte sowie Schlüsselsubstanzen.

b) Beschreiben und erklären Sie das Experiment (Verlauf der Konzentrationskurven von 3-Phosphoglycerat und Ribulose-1,5-bisphosphat)
und ziehen Sie Ihre Schlussfolgerungen.

Meine Ideen:

...Gibt es nicht wirklich. :-( Einzig die Nettogleichung der Fotosynthese

würde mir einfallen und die Vermutung, dass evtl. etwas mit dem Calvin-Zyklus zutun hat.

Würde mich freuen, wenn mir jemand helfen könnte!

Daniel35 · Anmeldungsdatum: 10.09.2012 Beiträge: 511

Deine Abbildung kann man nicht erkennen.
Die Lösung der Aufgabe wird dirch leichter fallen, wenn du dich mit dem Calvin-Zyklus beschäftigst.

BioNoob1 · Gast

Danke für deine Antwort.

Das mit der Abbildung ist wohl etwas schief gelaufen.
Allerdings lässt sich das Bild groß anzeigen, wenn man nicht auf den Link klickt, sondern auf das kleine Bild-Symbol links daneben.

Also der Calvin-Zyklus. Nur weiß ich noch immer nicht so genau, wie ich vorgehen muss. unglücklich

Was soll ich hier angeben? Den Calvin-Zyklus beschreiben?
Und wie ist das mit "Stellen Sie die Lichtreaktion der Fotosynthese in der Übersicht dar" gemeint?

Der Calvin-Zyklus beschreibt ja die Aufnahme von CO2 und dessen Umwandlung in Glucose:

1. CO2 wird durch die Spaltöffnungen aufgenommen und an ein Glucosemolekül gebunden. Das passiert mithilfe des Enzyms "Ribulose-1,5-bisphosphat-Carboxylase (was für ein Wort...)
Dadurch entsteht ein instabiles, aus 6 C-Atomen bestehendes Produkt, welches sofort in 2 C3-Atome zerfällt. Dieses bezeichnet man dann als "3-Phophoglycertat"

2. Das 3-Phophoglycertat wird mit NADPH + H+ zu Glycerinaldehyd-3-phosphat reduziert.

3. Ein Teil des Glycerinaldehyd-3-phosphat wird nun in Glucose umgewandelt und ein anderer Teil wird wieder zu Ribulose-1,5-bisphosphat-Carboxylase umgebaut (Regeneration). Dem "Primärakzeptor".

Die Energie für die Reaktionen stammt vom Licht.
(??)

Firelion · Anmeldungsdatum: 27.08.2009 Beiträge: 1878

Hi,
ein paar Anmerkungen.
- CO2 wird nicht an Glukose sondern an Ribulose- 1,5 bisphosphat addiert. Gukose hätte schon 6 C- Atome.

- das instabile Produkt zerfällt nicht in zwei C3 Atome sondern in zwei Moleküle mit je drei C- Atomen ( C3 - Körper).

Da immer 3 CO2 gebunden werden (an drei Ribulose 1,5 bisphosphate) entstehen 6 Moleküle Glycerinaldehyd- 3 - Phosphat. Eines dieser Moleküle wird im weiteren Verlauf für die Glukosesynthese verwendet und aus den anderen fünf werden die Moleküle Ribulose-1,5- bisphosphat zurückgewonnen.

Das Licht benötigen die Pflanzen für die Lichtreaktion. Ohne Lichtreaktion kein NADPH.

LG Firelion

BioNoob1 · Gast

Vielen Dank für deine Antwort bzw. Korrekturen!

Nur verwirrt mich die Aufgabenstellung weiterhin ziemlich. Was wird da von mir erwartet? Für b) hätte ich eine Idee aber was mit

a) "Stellen Sie die Lichtreaktion der Fotosynthese in der Übersicht dar. Benennen Sie Ausgangs- und Endprodukte sowie Schlüsselsubstanzen."

gemeint ist, erschließt sich mir nicht wirklich. unglücklich

Würd mich freuen, wenn mir nochmal jemand helfen könnte smile

Firelion · Anmeldungsdatum: 27.08.2009 Beiträge: 1878

Eine Reaktionsgleichung sieht ja so z.B. so aus:

A + B --> C + D.

Sprich aus A und B werden C und D.

Bennen Sie Ausgangs- und Endprodukte heißt übersetzt: Aus was wird was? Also was sind A und B und was C und D.Welche Enzyme braucht man dafür?

Ansonsten schau mal hier:

http://www.u-helmich.de/bio/stw/reihe4/licht/licht01.htm

BioNoob1 · Gast

Danke für deine Antwort!

Die Reaktiosngleichungen wären ja (grob):

CO2 + Ribulose-1,5-bisphosphat ---> 3-Phosphoglycerat

3-Phosphoglycerat + NADPH + H+ ---> Glycerinaldehyd-3-phosphat

Glycerinaldehyd-3-phosphat + ATP ----> Ribulose-1,5-bisphosphat

grübelnd

Aber was ist mit "Stellen Sie die Lichtreaktion der Fotosynthese in der Übersicht dar." gemeint?

Firelion · Anmeldungsdatum: 27.08.2009 Beiträge: 1878

Vorsicht: Der Calvinzyklus ist nicht die Lichtreaktion.

Ansonsten für Anregungen schau mal auf den Link.

Oder hier:
http://www.jagemann-net.de/biologie/bio12/fotosynthese/files/lichtreaktion-schema-2.png

Oder hier:
http://www.fsbio-hannover.de/oftheweek/120/Photosynthese2.jpg

Beziehungsweise diese Abbildungen beschreiben.

So etwas in der Art.

Den Calvinzyklus brauchst du für dein Experiment.

BioNoob1 · Gast

Nochmal danke für deine Hilfe!

Ich weiß grad nicht, ob ich wütend auf mich sein sollte, weil ich mich so schwer mit der Afg tue oder ob ich den Aufgabensteller in die Hölle wünschen sollte wütend

Leider auch nicht das erste mal.. Die Themen in Bio oder Chemie sind schon so an vielen Stellen nicht sonderlich einfach zu verstehen, aber dann müssen sie einen ja noch mit solch schlecht gestellten Aufgaben quälen. So vergeht einem wirklich der Spaß an den Fächern. böse

Aber genug gewütet..

" Benennen Sie Ausgangs- und Endprodukte sowie Schlüsselsubstanzen."
Das habe ich ja wenigstens nun erledigt.

Werde mir morgen das ganze nochmal anschauen und Afg. b) machen.
Würd mich freuen, wenn dann nochmal jemand in den Thread schauen könnte. smile

Firelion · Anmeldungsdatum: 27.08.2009 Beiträge: 1878

Du brauchst die die Ausgangsstoffe und Produkte der Lichtreaktion und nicht des Calvinzykluses .

BioNoob1 · Gast

Danke für deine Antwort!
Ich glaube heute ist wirklich der Knoten geplatz. *Kopf auf tisch hau*

a)
Der Fotosyntheseprozess lässt sich grunsätzlich in zwei Abschnitte teilen:
Die Lichtreaktion und den Calvin-Zyklus. Dabei ermöglicht erst die Lichtreaktion das ablaufen des Calvin-Zyklus.

Die Lichtreaktion beinhaltet zwei verschiedene Fotosysteme, PS I und PS II.
Sie unterscheiden sich darin, dass sie nur bestimmte Wellenlängen des Lichts absorbieren. Zu Beginn der Lichtreaktion absorbiert das Fotosystem PS II Licht und spaltet damit Wasser. In folge dessen, werden Sauerstoff und Wasserstoffprotone freigesetzt. Der Sauerstoff entweicht, die Wasserstoffprotone werden im Verlauf der Reaktion am PS II durch Licht von NADP+ zu NADPH + H+ reduziert.

Neben NADPH + H+ ist ATP Vorraussetzung für das ablaufen des Calvin-Zyklus. Dadurch, dass die Elektronen des PS II auf einem höheren Energieniveau liegen als die Elektronen des PS I, kann duch das überwinden der Energiedifferenz ATP gewonnen werden.

Komme ich damit der Antwort näher?

Firelion · Anmeldungsdatum: 27.08.2009 Beiträge: 1878

Ja, kommst du.

Ein paar kleine Anmerkungen:
Protonen nicht Wasserstoffprotonen. Es gibt nur eine Sorte Proton und ein Wasserstoffatom besteht nur aus einem Proton und einem Elektron. Ein Wasserstoffatom - Elektron (also H+) ist dem zur Folge ein Proton.

Nicht das Proton wird reduziert sondern das NADP wird zu NADPH + H+ reduziert. ( Das NADP+ nimmt zwei Elektronen und ein H+ auf. und wird dadurch elektrisch neutral. Reduktion= Aufnahme von e-. Das zweite H+ liegt frei vor).

wir müssen jetzt zwischen den Protonen- und den Elektronentransport unterscheiden:

Die durch Photolyse des Wassers gewonnenen Protonen werden zur ATP - Synthese verwendet (hattet ihr schon die Atmungskette? Im Lumen sind mehr H+ (durch die Photolyse) als außen. Darum wollen die H+ aus dem Lumen herraus, Das geheht aber nur indem sie durch die ATP- Synthetase heraus diffundieren. Wenn sie das tun nutzt diese die chemische Energie des Protonengradienten um ATP zu synthetisieren. Dies funktioniert genauso wie bei der Atmungskette, falls ihr die schon hattet. Wenn die Protonen das Lumen verlassen haben, köbnnen sie mit dem NADP+ und zwei Elektronen aus der Photolyse zu NADPH + H+ reagieren.

So durch die Energie des Lichtes wird das Photosystem zwei angeregt undann zwei Elektronen auf ein Akzeptormolekül übertragen. Dieses gibt es dann wiederrum an das nächste weiter. Diese Elektronen werden auf das Photosystem 1 übertragen. Zusätzlich wird dieses durch Photonen angregt. Beides führt dazu, dass 2 Elektronen auf das NADP+ übertragen werden können.

NADP + 2 e- + 2 H+ --> NADPH + H+.

Genauer kenne ich mich mit der Lichtreaktion nicht aus.

BioNoob1 · Gast

Vielen Dank für die Korrekturen!

Jetzt hab ichs endlich verstanden und a) ist gelöst.
Ich mache mich dann gleich mal an Afg. b).

b)
Das Experiment mit der Algenkultur beschreibt die Veränderung der Konzentrationen von Ribulose-1,5-bisphosphat und 3-Phosphoglycerat während des Calvin-Zyklus bei Veränderung der CO2-Konzentration.
Die Grafik zeigt, dass sich bei CO2-Mangel die Bildung von 3-Phosphoglycerat erheblich verringert, während die Konzentration von Ribulose-1,5-bisphosphat stark zunimmt.

Eine mögliche Erklärung für die starke Zunnahme von Ribulose-1,5-bisphosphat wäre, dass die Pflanze auf diese weise versucht, den CO2 Mangel zu kompensieren indem sie vermehrt Ribulose-1,5-bisphosphat produziert um mehr CO2 aus der Luft "fixieren" zu können.

Die Erklärung für den starken Rückgang von 3-Phosphoglycerat ist, dass ohne ausreichend Ribulose-1,5-bisphosphat auch kein 3-Phosphoglycerat gebildet werden kann.

Ist das so richtig?

Firelion · Anmeldungsdatum: 27.08.2009 Beiträge: 1878

Die Beschreibung ja. Auch die Erklärung für die Abnahme der - Phosphoglyceratkonzentration ( wird verbraucht um Glucose zu bilden, kann aber wegen des Mangels an CO2 nicht mehr ausreichend hergestellt werden).

Zur Zunahme der Ribulose- 1,5, bisphosphatkonzentration:

Ob du mit der vermehrten Synthese Recht hast kann ich dir nicht sagen. Dafür kenne ich mich mit dem Stoffwechsel von Pflanzen nicht gut genug aus.
Es könnte auch sein, dass es bei gleichbleibender Synthese zunimmt, da es nicht mehr "verbraucht" wird. Da kann ich dir leider nicht helfen.

BioNoob1 · Gast

"Es könnte auch sein, dass es bei gleichbleibender Synthese zunimmt, da es nicht mehr "verbraucht" wird."

Hmm.. Das wäre auch eine Erklärung. Ich glaube ich ergänze das einfach, dann bin auf der sicheren Seite.

Damit hat sich die Aufgabe dann ja erledigt.

Tausend Dank für deine Hilfe und Geduld Feuerlöwe smile