Npk2- Photosynthese

Front 1

Welche Strahlung des Lichts ist photosynthetisch aktiv?

Back 1

Chlorophyll a
Chlorophyll b
Carotenoids

Front 2

Was ist unter der Lichtreaktion der Photosynthese zu verstehen?

Back 2

Umwandlung von Lichtenergie in chemische Energie

Absorption
-> Elektronentransportketten
-> Membranpolarisierung
->
Bildung von ATP und NADPH (= Energie- und Reduktionsäquivalente der Zelle), ->
Wasserspaltung (H2O als Elektronen-Donator)

Front 3

Was ist unter der Dunkelreaktion der Photosynthese zu verstehen?

Back 3

CO2-Fixierung zum Aufbau von Biomasse – Schlüsselenzym „RubisCO“

Der Calvinzyklus:
RuBP (C5) als CO2-Akzeptor
-> enzymatische Reaktionen: Verbrauch von ATP und NADPH ->
C3-Körper als erstes Fixierungsprodukt ->
Glucose ->

Zellmetabolismus
-> Regeneration des Akzeptors im Calvin-Zyklus

Front 4

Wie ist die Reaktionsgleichung der Photosynthese?

Back 4

6CO2 + 6 H2O ->
C6H12O6 + 6O2

Front 5

Wie hängt die Photosyntheseleistung von der CO2-Konzentration ab?

Back 5

Die Sättigungskurve zeigt, dass es zu einer kontinuierlicher Steigerung der Photosyntheseleisung kommt, bis zu einer CO2-Konzentration von 0,1 Vol.-%
Ab dann keine weitere Steigerung.
CO2-Gehalt der Luft: 0,03 Vol-%

Front 6

Wie hängt die Photosyntheseleisung mit dem Faktor Licht zusammen?

Back 6

Mit zunehmender Beleuchtungsstärke steigt auch die Photosyntheseleistung bis zum Erreichen der Lichtsättigung.
Bei sehr hohen Lichtintensitäten kommt es zur Schädigung.

Front 7

Wie beeinflusst die Temperatur die Photosyntheseleistung?
Unterscheide zwischen hoher Lichtintensität und geringer Lichtinzensität!

Back 7

Bei geringer Lichtintensität wird durch zunehmende Temperatur keine weitere Steigerung erreicht. Die kritische Temperatur( Grenztemperatur) liegt dann bei 30*C

Bei hoher Lichtintesität steigert die Erhöhung der Temperatur die PS-Leistung. Das Optimung liegt bei 35*C. Die Grenztemperatur liegt bei 42*C

Front 8

Welche Prozesse der Photosynthese sind Temperaturabhängig?

Back 8

Enzymatisch-chemische Reaktionen:
Temperaturabhängig

Photochemische Reaktionen:
Temperaturunabhängig

Kopplung von photochemischen und enzymatischen Prozessen führt zu Sättigungskurven, wenn einer der beiden Prozesse begrenzend wird.
-> Gesetz des Minimums

Front 9

Wie beinglusst die Temperatur die Atmung?

Back 9

Atmung nimmt bis dum kritischen Maximum (50*C) stetig zu. Dies hatt einen negativen Einfluss auf die Netto-C-Assimilation.

Front 10

Was ist Photorespiration?

Back 10

Die Photorespiration kann im Zuge der Kohlenstoffdioxidfixierung im Calvin-Zyklus während der Photosynthese auftreten. Normalerweise nutzt das beteiligte Schlüsselenzym RuBisCO Kohlenstoffdioxid, alternativ akzeptiert es aber auch Sauerstoff. Dadurch entsteht das toxische Stoffwechselprodukt 2-Phosphoglycolat, das nicht mehr im Calvin-Zyklus verwendet werden kann und daher durch andere biochemische Reaktionen umgewandelt werden muss. In höheren Pflanzen finden diese Reaktionen in drei eng benachbarten Zellkompartimenten statt: dem Chloroplasten, dem Peroxisom und dem Mitochondrium. Es handelt sich im Wesentlichen um einen Rückgewinnungsprozess.(Wikipedia)

Oxygenase-Aktivität der RubisCO steigt
● bei hohen Temperaturen
● bei niedriger CO2-Konzentration
->negativer Einfluss auf C-Assimilation

Front 11

Welche Veränderungen gibt es im Blatt bei Sonne und Schatten?

Back 11

Das Schwammgewebe und das Palisadengewebe wird größer.

Front 12

C4-Photosynthese: wie heißt das Schlüsselenzym, unterwelchen Bedingungen ist sie effizienter?

Back 12

Schlüsselenzym: PEP-Carboxylase
höhere Affinität für CO2
keine Oxygenase-Aktivität

C4-Photosynthese ist effizienter unter CO2-Limitierung

in der Umgebung von RubisCO:
Freisetzung von CO2 bei geringem O2-Partialdruck
Unterdrückung der Photorespiration

-> positiver Einfluss auf die Netto C-Assimilation

Front 13

Wie ist die Abhängigkeit der Photosyntheserate von der Lichtintensität bei verschiedenen Pflanzengruppen?

Back 13

Front 14

Welche Funktionen haben die Stomata?

Back 14

Funktion der Stomata:
Gasaustausch->
Photosynthese und Atmung
Transpiration->
Transportprozesse innerhalb der Pflanze

Wasser wird zum begrenzenden Faktor für die Photosynthese, wenn die Stomata geschlossen werden,
um Wasserverluste durch Transpiration zu vermeiden

Front 15

Was ist CAM – Crassulaceen Acid Metabolism?

Back 15

Anpassung von Pflanzen an trockene,
heisse Standorte; physiologisch und anatomisch,
geht einher mit Sukkulenz (Wasserspeicherung)

Front 16

Was ist der Index für Blattstruktur?

Back 16

Specific Leaf Mass (SLM) = g/m2
Specific Leaf Area (SLA) = 1/SLM

Front 17

Was ist der Blattflächenindex (Englisch: LAI)?

Back 17

Blattfläche pro Bodenoberfläche:
BFI = A (Blatt) / A (Boden) (dimensionslos)

Wichtiger Parameter für:
● Monitoring der Entwicklung von Pflanzen
(z.B. zum Vergleich verschiedener Kultivare)
● Leistung eines Pflanzenbestands pro Flächeneinheit
(z.B. zur Optimierung von Pflanzabständen)

->Photosyntheseleistung ist abhängig von lichtabsorbierender Oberfläche

Front 18

Bie kann der BFI gemessen werden?

Back 18

Spektroskopisch
Fernerkundung

Front 19

Lichtaufnahme (Interception): Wie lautet das Bouguer-Lambert-Law?

Back 19

I = Einfallende Lichtintensität* e hoch (-Schwächungskoeffizient* LAI oberhalbg des Messpunktes)

Front 20

Wie hängt die Relative Lichtaufnahme (Interception) vom BFI ab?

Back 20

Wenn alles einfallende Licht bei LAI = 3 aufgenommen wird, nutzen zusätzliche Blätter nichts mehr.

Front 21

Wie ist die Wachstumsrate (Crop Growth Rate, CGR) in Abhängigkeit vom Blattflächenindex (Leaf Area Index, LAI)?

Back 21

Sättigungskurve
Das aufgenommene Licht bestimmt die Photosyntheserate,die Primärproduktion bestimmt die Wachstumsrate
->
keine weitere Steigerung, wenn alles einfallende Licht
bereits aufgenommen wird.

Front 22

Was ist Radiation Use Efficiency (RUI)?

Back 22

= g dry matter assimilated per MJ sunlight intercepted

Wachstumsrate und Lichtaufnahme eines Bestandes sind linear korreliert

Front 23

Welche Phasen gibt es bei der Biomasseentwicklung?
Was ist Crop Growth Rate (CGR)?

Back 23

Crop Growth Rate (CGR): Δ Biomasse (B) / Δ Zeit (t)

Lag-Phase (Keimling):
CGR abh. von assimilierender Blattfläche

E - Exponentielle Phase (Aufwuchs):
Photosyntheseleistung steigt mit
expandierender Blattfläche,
Positiver Feedback Loop

L - Lineare Phase
(geschlossener Bestand):
Photosyntheseleistung maximal,
CGR abh. von Umweltfaktoren

S - Seneszenzphase (Reife):
Photosyntheseleistung sinkt,
Ende des Lebenszyklus
oder der Kulturperiode