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1. Im Zellstoffwechsel von Pflanzen und Tieren gibt es verschiedene Arten der Phosphorylierung.
a) Erläutern Sie, was man unter einer Phosphorylierungsreaktion versteht. (AB I)
b) Erläutern Sie jeweils in einem Satz, wo und wie die Fotophosphorylierung, die
Substratkettenphosphorylierung und die oxidative Phosphorylierung ablaufen.
(AB I)
2. Während die Gartenbohne lichtreiche Standorte bevorzugt, findet man den Sauerklee an schattenreichen Wegrändern. Die folgenden Abbildungen zeigen von diesen
beiden Pflanzenarten jeweils die Querschnitte durch die Blätter (Abb. E.1 1/1’), die
Verteilung der Pigmente in der Thylakoidmembran (Abb. E.1 2/2’) und die Lichtkurven der apparenten Fotosynthese, gemessen als CO2-Assimilation in Blattfläche
(Abb. E.1 3/3’).
a) Geben Sie die mit den Ziffern 1 bis 5 gekennzeichneten Blattstrukturen an. Erläutern Sie, was man unter den Antennenpigmenten und dem Reaktionszentrum
in der Thylakoidmembran versteht. (AB I)
b) Beschreiben Sie vergleichend die Lichtkurven der Fotosynthese und erklären Sie
jeweils den Kurvenverlauf. (AB I und II)
c) Entscheiden Sie, welcher Pflanzenart jeweils die Abbildungsfolgen A und B zuzuordnen sind. Begründen Sie Ihre Entscheidung. (AB II)
d) Entwickeln Sie ein Szenario, was passieren würde, wenn man die Gartenbohne
an einen Waldweg und den Sauerklee in ein sonnendurchflutetes Gartenbeet
verpflanzen würde. (AB III)
3. Ein erheblicher Anteil des auf dem Markt angebotenen Gemüses stammt aus Gewächshäusern. Zum Teil werden sie mit Gasöfen geheizt, um mit der zusätzlichen
Wärme und dem gebildeten CO2 die Erträge zu erhöhen. Das folgende Kurvendiagramm zeigt die apparente Fotosyntheseleistung einer Gewächshauspflanze bei unterschiedlichen CO2-Konzentrationen.
a) Beschreiben und erklären Sie den Kurvenverlauf. (AB I,II)
b) Beurteilen Sie, ob verglichen mit Freilandkulturen mit der Gasbeheizung tatsächlich ein CO2-Düngungseffekt bei Gewächshauspflanzen zu erzielen ist oder
ob der Mehrertrag allein auf der erhöhten Temperatur beruht. (AB III)
c) Um den zeitlichen Verlauf der CO2-Konzentration zu messen, wird eine Topfpflanze in ein abgeschlossenes Gefäß mit normaler Luft (CO2-Anteil 0,04 Vol.-
%) gestellt und für 2 Stunden belichtet. Dann wird für eine Stunde abgedunkelt
und anschließend abermals 2 Stunden belichtet. Zeichnen Sie in das nachstehende Koordinatensystem den von Ihnen vermuteten Verlauf der CO2-Konzentration ein. Begründen Sie Ihre Annahme. (AB II)
4. Bei Sportlern ist es üblich, zur Überprüfung des Trainingszustandes einen Lactattest
durchzuführen. Dazu wird auf einem Ergometer oder Laufband stufenweise die
Leistung gesteigert. Währenddessen werden die Herzschlagfrequenz und die Lactatkonzentration im Blut gemessen. Im folgenden Diagramm sind zwei Lactat-Leistungskurven aufgezeichnet. Die anaerobe Schwelle ist der Belastungswert, bei dem
sich die Bildung und der Abbau von Milchsäure die Waage halten.
a) Beschreiben Sie, wie es im Körper zur Lactatbildung kommt, und erläutern Sie,
welche Stoffwechselprozesse unterhalb und oberhalb der anaeroben Schwelle
überwiegen. (AB II)
b) Vergleichen Sie die dargestellten Leistungskurven und erklären Sie, wie es zu den
Unterschieden kommt. (AB II)
c) Die beiden Kurven könnten auch von einer Person stammen. Beschreiben Sie,
durch welche Maßnahmen der Übergang von der linken zur rechten Leistungskurve ermöglicht werden kann. (AB II)