BOL 02 A Physiologie- Stoff- und Energiewechsel

1. Aufgabe:
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 Substratkettenphos- phorylierung und die oxidative Phosphorylierung ablaufen. (AB I)
Während die Gartenbohne lichtreiche Standorte bevorzugt, findet man den Sauerklee an schattenreichen Wegrändern. Die folgenden Abbildungen zeigen von diesen beiden Pflanzenarten jeweils die Quer- schnitte durch die Blätter (Abb. A.1 1/1’), die Verteilung der Pigmente in der Thylakoidmembran (Abb. A.1 2/2’) und die Lichtkurven der apparenten Fotosynthese, gemessen als CO2-Assimilation in Blattflä- che (Abb. A.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 Kur- venverlauf. (AB I und II)
c) Entscheiden Sie, welcher Pflanzenart jeweils die Abbildungsfolgen A und B zuzuordnen sind. Be- gründen 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. Aufgabe:
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 Gewächshaus- pflanze 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-Dün- gungseffekt 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 abge- schlossenes 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. Aufgabe:
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 Dia- gramm 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 Stoffwech-
selprozesse 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 Maß- nahmen der Übergang von der linken zur rechten Leistungskurve ermöglicht werden kann. (AB II)