A 2 Assimilation und Dissimilation

- 4 -A 2 Assimilation und DissimilationDie Assimilation bei der Photosynthese grüner Pflanzen und die Dissimilation beider Zellatmung sind gegenläufige Prozesse, bei denen auf der Erde pro Jahr ca.400 Gigatonnen Kohlenstoff umgesetzt werden.1 Das Photosyntheseprodukt Glucose kann unter aeroben oder unteranaeroben Bedingungen abgebaut werden.1.1 Formulieren Sie die Bruttogleichung für den aeroben Abbau von Glucosebei der Zellatmung! Erläutern Sie anhand der Oxidationszahlen daschemische Prinzip der Dissimilation![5 BE]1.2 Im Muskelgewebe des Menschen kann Glucose auch unter anaerobenBedingungen abgebaut werden.Beschreiben Sie unter Mitverwendung von Strukturformeln die wesentlichenSchritte dieses anaeroben Glucoseabbaus und benennen SieZwischen- und Endprodukte! Für die beteiligten Coenzyme ist die üblicheKurzschreibweise zu verwenden.[8 BE]2 Zur Klärung des Verlaufs der Photosynthese wurden verschiedeneExperimente mit Grünalgen durchgeführt.2.1 Eine Algenkultur wurde unter optimalen Bedingungen mit 18 O-markiertemKohlenstoffdioxid versorgt.Formulieren Sie die Reaktionsgleichung für die Photosynthese mit 18 O-markiertem Kohlenstoffdioxid und beschreiben Sie die Bedeutung diesesExperiments für die Aufklärung der Abläufe bei der Photosynthese! [5 BE]2.2 In einem weiteren Experiment wurde in zwei Versuchsreihen eine Algenkulturbei unterschiedlichen Temperaturen jeweils mit einem Lichtblitz stetsgleicher Dauer und Intensität bestrahlt. Danach folgte eine Dunkelphase,an deren Ende jeweils die relative Photosyntheserate ermittelt wurde. DieErgebnisse der beiden Versuchsreihen sind in den folgenden Tabellendargestellt:Versuchsreihe 1 (T = 20 °C):Dauer der Dunkelphase [s] 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6Photosyntheserate [%] 92 98 100 100 100 100Versuchsreihe 2 (T = 10 °C):Dauer der Dunkelphase [s] 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6Photosyntheserate [%] 35 62 84 95 99 100(Fortsetzung nächste Seite)

- 5 -Zeichnen Sie auf Basis der Wertetabellen ein Diagramm, das dieAbhängigkeit der Photosyntheserate von der Dauer der Dunkelphase beiden beiden Temperaturen zeigt! Erläutern Sie den unterschiedlichenVerlauf der beiden Kurven im Hinblick auf den grundsätzlichen Ablauf derPhotosynthese![10 BE]3 In den Lichtsammelfallen grüner Pflanzen kommen verschiedene Carotinevor. Diese erweitern das Wirkungsspektrum der Photosynthese undschützen das Chlorophyll. Ein Vertreter der Carotine ist das β-Carotin mitder Summenformel C 40 H 56 . Es ist formal aus Isopreneinheiten aufgebaut.CCH 3H 3 CH 3CH 3 CH 3CH 3 CH 3CCH 3H 3 CH 3Abb. 1: Strukturformel von β-CarotinCH 3C H 2CCCH 2HAbb. 2: Strukturformel von Isopren3.1 Die C,C-Bindung zwischen dem C 2 - und C 3 -Atom im Isoprenmolekül istkürzer als die zwischen dem C 2 -Atom und dem C-Atom der Methylgruppe.Erklären Sie die unterschiedliche Länge dieser C,C-Bindungen unterMitverwendung mesomerer Grenzstrukturformeln! Benennen Sie Isoprennach den IUPAC-Regeln![8 BE]3.2 β-Carotin ist unter der Bezeichnung E 160a als Lebensmittelfarbstoffzugelassen.Beurteilen Sie die Eignung des Farbstoffs zum Färben von Butter undLimonade unter Berücksichtigung der Molekülstruktur![4 BE]_______[40 BE]