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Biologie und Botanik (Fach) / Was ist typisch für ein Tier (Lektion)
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- Welche Stoffwechselwege standen am Beginn der Evolution? Chemo-litotrophe, anaerobe Bedingungen (Archae und Bakterien) Heißes Wasser schwemmt schwach basisches Material aus dem Erdinneren, welches sich mit dem schwach sauren Ozeanwasser vermischt --> Erste DNA Moleküle entstehen Chemosynthese: nur durch Bakterien mittels anorganischer Verbindungen möglich, zunächst ohne Sauerstoff, aber mit CO2 Energiegewinnung duch Oxidation anorganischer Stoffe (Eisen, Schwefel, N-Verbindunge), CO2 aus Atmosphäre, H versch. anorganische Quellen (z.B. Schwefewasserstoff H2S
- Wie unterscheidet sich anoxygene Bakterienphotosynthese von oxygener Photosynthese der Blaualgen? Bei der Bakterienphotosynthese dient H2S als H Quelle, daher wird elementarer Schwefel und KEIN Sauerstoff abgegeben. Kein "echtes" Chlorophyll", sondern Bakterienchlorophyll unterschiedliche Sauerstoffdonatoren aoxygene BPS: Photolitotroph, H2S --> S oxygene PS: Phototroph, H2O --> O2
- Was bedeutet photolitotroph und was phototroph? Photolitotroph: Nutzen Protonen und Licht, anorganische Verbindungen liefern H Phototroph: Die Energiequelle für die Synthese ist Sonnenlicht
- Welche Prinzipien zeigt die oxygene Photosynthese? Welche Energie wird benutzt und wie wird sie weitergegeben? Das Prinzip der Strahlenenergie - Strahlen werden absorbiert und in chemische Energie umgewandelt: CO2 + H2O + Licht --> C6H12O6 (Glucose), wird in Stärke und Energie umgewandelt --> in energetischen Verbindungen gespeichert (Phosphor, ATP, ADP, ...) und für weitere Reaktionen bereit gestellt. Sauerstoff wird freigesetzt (Reaktionsschritte: Calvin-Zyklus, Licht-/Dunkelreaktion)
- Wozu dient der Calvin-Zyklus und warum heißt er auch Photophosphat-Zyklus? er ist eine zyklische Folge von chemischen Umsetzungen, durch die CO2 zu Glucose reduziert und assimiliert wird er läuft in den Chloroplasten ab (Bakterien-Cytoplasma) ATP fungiert als Energiequelle, NADPH + H als Reduktionsmittel es benötigt 6CO2 Moleküle für die Herstellung des ersten Primärprodukts
- Wofür steht RubisCO? Das Enzym Ribulose-1,5-bisphosphat-carboxylase/-oxygenase (RuBisCO) ist dafür verantwortlich, dass alle photosynthetisch aktiven Pflanzen und Bakterien Kohlenstoffdioxid aufnehmen können, weshalb es vermutlich das mengenmäßig häufigste, wasserlösliche Protein der Erde ist.
- Wozu dient NADP? Wozu ATP? NADP: Enzym, überträgt H^- ATP: Nucleotid, Energieträger
- Was entsteht im Pentosephosphat-Zyklus? CO2 wird für den Kohlenhydrataufbau und für Energie reduziert, O2 entsteht als Abfallprodukt.
- Welche Hilfspigmente mit Vitamincharakter kommen immer gemeinsam mit Photosynthese-Pigmenten vor bzw. sind Teil der light-harvesting-Komplexe? Carotinoide: kommen immer mit Photosynthese-Pigmenten (Chlorophylle) als Hilfspigmente vor Lipophil --> deswegen in die bilayer integriert Funktion: Schutzfunktion für photosynthetisierende Organismen (vor Sauerstoffradikalen), sowie natürliche Farbstoffe (rot, gelb) sind Provitamin A --> werden im menschlichen Körper zu Vitamin A umgewandelt gelten als Radikalfänger
- Welche Funktionen haben diese Hilfspigmente in der pflanzlichen Zelle? Was bewirken sie beim Menschen? Schützen das Chlorophyll vor der Zerstörung durch Photooxidation, sammeln andere Lichtspektren als das Chlorophyll ein. Beim Menschen die Funktion von Antioxidantien. Dadurch sollen sie vielen Erkrankungen wie Krebs, Arteriosklerose, Rheuma, Alzheimer und Parkinson, Grauem Star oder der Hautalterung vorbeugen.
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- Welche 3 Abteilungen unterscheidet man innerhalb der Bacteria? Wie werden diese Abteilungen unterschieden (nach welchen prinzipiellen Merkmalen)? Posibacteriota (gram-positive Bakterien): dickere, vielschichtige Zellwand, keine Bakterienphotosynthese Negibacteriota (gram-negative Bakterien): dünne Zellwand, Bakterienphosynthese (S statt O) Cyanobacteriota (Blaualgen), (gram negativ): Photosynthese nach Beschaffenheit der Zellwand
- Was ist prinzipiell anders bei den Archaea und welche Merkmale haben sie mit den Eukarya gemeinsam? Gemeinsamkeiten: Keine Mitose, Meiose, Sexualität - nur 2 Teilung Unterschiede: anders gebaute Zellwand Archaea haben kleinere ribosomale Untereinheit (16s) Bakterien können N2 fixieren Gemeinsamkeiten von Archaea und Eukaryonten: Translation, Transkription (TATA-Box), Nucleosomen
- Was unterscheidet die Zellwand der gram+ Bakterien von der der gram- Bakterien? Gram positive Bakterien (Posibacteriota): dickere Zellwand --> vielschichtiger Mureinsacculus, 30-70% Anteil an Zellwand; enthält Teichonsäure Gram negative Bakterien (Negibacteriota): dünne Zellwand --> dünner, einschichtiger Sacculus, 10% Anteil an Zellwand, keine Teichonsäure, aber 2 Bilayer Ob der Gramfarbstoff mit Alkohol auswaschbar ist oder nicht, hängt davon ab, ob er positiv bzw. negativ ist (negativ mit Alkohol auswaschbar) Murein-Sacculus: Peptidoglycanschicht (Polymere aus Aminozuckern), abwechselnd in Ketten angeordnet --> beutelförmiges Riesenmolekül
- Welche Organismen der Bacteria haben bereits echte oxygene Photosynthese mit Abgabe von Sauerstoff? Cyanobacteriota (Blaualgen): oxygene Photosynthese und Atmung Pupurbakteria: anoxygene Photosynthese und Atmung
- Was bedeutet Bakterienphotosynthese prinzipiell? Der Organismus produziert aus Schwefelwasserstoff H2S und CO2 Glycogen, elementarer Schwefel wird als Nebenprodukt abgegeben. Bakterienchlorophyll statt Chlorophyll a und b. Oxygene Photosynthese: Pflanzen, Cyanobakterien Anoxygene Photosynthese: andere Bakteriengruppen (Pupur- und Grünbakterien) Reduktionsmittel NADH Vorläufer der pflanzlichen Photosynthese Pupurbakterien können auch infrarote Strahlung nutzen
- Was machen die Knöllchenbakterien und mit welcher Nutzpflanzenfamilie leben sie in Symbiose? Was bringt das für den Menschen für Vorteile? Sie treten in Symbiose mit Hülsenfrüchtengewächsen. Das macht es den Knöllchenbakterien möglich elementaren Stickstoff zu fixieren und ihn für die Wirtspflanze verwertbar zu machen. Pflanzen können dadurch spezielle Organe ausbilden --> landwirtschaftlicher Nutzen. Rhizobien (gram-), aerobe Atmung, häufige Bodenbakterien
- Über den prokaryotischen Zellbau: Wie ist das Kernäquivalent aufgebaut? von einem geschlossenem, ringförmigen DNA-Molekül ausgefüllt und von einer Kernhülle umschlossen --> kernähnliches Nucleotid Traskription und Translation sind nicht räumlich voneinander getrennt
- Was sind Mesomere, Thylakoide und Plasmide? Mesomere: Einstülpungen der Plasmamembran von Bakterien; im Plasma liegende Membranstrukturen. Thylakoide: Membransysteme, die in den Chloroplasten pflanzlicher Zellen oder in phototrophen Bakterien vorkommen, in denen die Lichtreaktion der Photosynthese stattfindet. Plasmide: autonom replizierende, doppelsträngige DNA-Moleküle, die in Bakterien, Archaeen und selten un Eukaryiten vorkommen, aber nicht zum Bakterienchromosom zählen, also extrachromosomal vorliegen.