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Botanik Möseler 2017 (Fach) / Physiologie (Lektion)

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• Assimilation Pflanzliche Organismen wandeln mit Hilfe der Fotosynthesepigmente Sonnenlicht(Strahlungsenergie) in organische Stoffe (chemische Energie) um.
• Dissimilation Bei der Umsetzung der organsichen Stoffe durch die Pflanze selbst und durch andere Organsimen(Tiere,Pilze,Bakterien) wird Wärmeenergie frei
• Definition Physiologie alle chemischen und physikalischen Vorgänge ich Lebewesen
• Wasseraufnahme ! Wasseraufnahme mit der Wurzel Wasseraufnahme durch die Wurzelhaare apoplastsicher Wassertransport=unkontrolliert symplastsicher wassertransport=kontrolliert
• Wasserleitung Wasserleitung in den Leitbündeln des Sprosses Adhäsion zwischen wasser und Zellwänden Kohäsion der Wassermoleküle untereinander =Kapillarkräfte
• Wasserabgabe Wasserabgabe durch die Blätter cuticuäre Transpiration(ca. 5%) -> gesamte Oberfläche stromatäre Transport (ca. 95%) _> Abgabe von Wasser durch Stromata(Spaltöffnungsapparte)
• versuche mit Wasserkulturen ! Julius Sachs Die Kultivierung von höheren Pflanzen in Nährlösungen ermöglichen die Ermittlung der für ein normales Wachstum notwendig "essentiellen" Elemente. Das Fehlen von oder die Unterversorgung von diesen Elementen führt zu charakteristsichen Mangelerscheinungen. In großen Mengen für die Pflanzen wichtige Nährelemente(Makroelemente): N,K,Ca,Mg,P,S in sehr geringen Mengen wichtige (Mikronährelemente): Cl,Fe,Mn,B,Zn,Cu,Ni,Mo wenn ein einziges fehlt Pflanze kann sich nicht optimal entwickeln Wasser fungiert als unentbehrliches Lösungsmittel-und Transportmittel der mineralsalze(Nährelemente)
• Wasseraufnahme im Frühling keine Blätter => keine Transpiration Stärke aus der Wurzel wird in Zucker umgebaut und als Energie in die Tracheen(Xylem) transportiert- Zuckertransport im Xylem 
• Fotosynthese ! Assimilation Die wichtigsten Leistungen der Fotosynthese sind: Bindung von Strahlungsenergie => Umwandlung der Lichtenergie in biologisch nutzbare chemische Energie=>Produktion vion Biomasse Bildung des atmosphärischen Sauerstoff Bindung des atmosphärischen CO2=> bedeutenste CO2- Assimilation Die Fotosyntheseleistung von Pflanzen vergangender Epochenist in fossilen Energie-Vorräten der Erde gespeichert Summarische Darstellung der Fotosynthese: 6CO2+12H2O ---LICHT----> C6H12O6+6H2O+6O2
• Was bedingt die Fotosynthese! Kohlenstoffdioxid(CO2): zunehmende Konzentration förderlich zu hohe Konzentration schädlich Lichtenergie Fotosyntheserate steigt zunächst proportional zur Beleuchtungsintensität bleibt dann konstant Temperatur als biochemische reaktion temperaturabhängig(ReaktionsGeschwindigkeitTemperaturRegel) Mindesttemperatur notwendig Höchsttemperatur(Denaturierung) Wasser(H2O) Wasser wird benötigt als Elektronenlieferant Effekte durch Stromata-Schluss bei Wassermangel
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• Fotosynthesepigmente Chlorophylle: Chlorophyll a Chlorophyll b Carontinoide Carontine Xanthophylle
• Assimilation Primärreaktion(Umwandlung der Energie) Lichtabhängige Reaktion in den Thylakoiden der Chloroplasten Fotosystem II Anregung des Fotosystems II (P680) durch Belichtung Weiterleitung der Elektronen über eine Elektronentransportkette innerhalb der Thylakoidenmembran an das Fotosystem I Erneute Anregung des Fotosystem I, Weiterleitung über eine Elektronentransportkette und schließlich Übertragung auf NADP+ Auffüllen der Elektronenlücke im Fotosystem II durch die Fotolyse des Wassers: H2O=>(2e-)+(2H+)+1/2O2 => Der frei werdene Sauerstoff stammt aus dem Wasser ATP-Bildung Kopplung des e- Transportes an Transport von H+ aus Stroma in Thylakoid-Inneres Aufbau eines Protonengradienten Rückfluss der Protonen über ATP-Synthese=>Bildung von ATP
• Assimilation Primärreaktion(Umwandlung der Energie) Zusammenfassung ! => Bereitstellung von reduktionsäquvivalenten (NADPH+H+)=Nicotianamid-Adenin-Dinucleotid für die lichtabhängige Reaktion => Bereitstellung von Energieäquivalenten(ATP)= Adenosintriphosphat für die Lichtunabhängige Reaktionen => frei werden von Sauerstoff
• Zusammenfassung lichtabhängige und lichtunabhängige Reaktion ! In der lichtabhängigen Reaktion erfolgt zunächst nur die Energiegewinnung, nähmlich die Umwandlung von kosmischer Strahlungsenergie in chemische Energie. Erst in der lichabhängigen Reaktion erfolgt die eigentliche Substanzumwandlung anorganischer in organischer Stoffe Die beiden Vorgänge sind nicht nur zeitlich, sondern auch räumlich voneinander getrennt => Energieumwandlung in den Thylakoiden der Chloroplasten => Reduktion des CO2 im Chloroplastenstroma

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