Zusammenfassung Abiturvorbereitung Ökologie und Nachhaltigkeit 2. Semester Bio-LK Abitur Berlin 2022
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Course
Biologie
Institution
Gymnasium
Auf 25 Seiten werden alle abiturrelevanten Themen des 2. Semesters Bio-LK Berlin 2022 ausführlich und übersichtlich mit Beispielen und Abbildungen zusammengefasst.
ABITUR 2022 Faktencheck Ökologie 2. Semester 1
1.1 Fotosynthese (= Assimilation)
Ort Die Fotosynthese findet in den Chloroplasten von Pflanzen statt. Das Chlorophyll in
diesen Zellorganellen ist dabei für die Aufnahme des Sonnenlichts zuständig.
Ablauf Bei der Fotosynthese werden körperfremde (anorganische) Stoffe mit Hilfe von
Sonnenenergie in körpereigene (organische) Stoffe für Wachstum und
Entwicklung umgewandelt (= Assimilation).
1. Lichtabhängige Reaktion Umwandlung von Sonnenenergie in chemische
Energie NADPH + H+ und ATP
12 H2O + 12 NADP+ + 18 (ADP + P) 6 O2 + 12 (NADPH + H+) + 18 ATP
Lichtenergie
Auffangen der Sonnenenergie in der Thylakoidmembran des Chlorophyll (Fotosystem I
P700 und Fotosystem II P680) Spaltung der Wassermoleküle (Fotolyse)
Entstehung von Sauerstoff, Elektronen und Protonen Abgabe von Sauerstoff als
Abfallprodukt an die Umwelt Enzymkomplexe in der Thylakoidmembran reichen
die Elektronen und Protonen weiter Elektronentransportkette durch die
Thylakoidmembran Temporäre Bindung der Elektronen auf Elektronenakzeptor
NADP+ Wasserstoff-Aufnahme zu NADPH + H+ Abtransport von NADPH +
H+ (Wasserstoffträger) ins Stroma des Chloroplasten Elektronen werden über
Elektronentransportkette entlang der Thylakoidmembran weitergegeben Protonen
werden aus Stroma abgezogen u. im Thylakoidinnenraum angereichert
(Protonengradient) Protonen strömen durch Kanalprotein ATP-Synthase wieder
zurück ins Stroma ATP-Synthese, ebenfalls unter Nutzung der eingefangenen
Sonnenlichtenergie Abtransport von ATP (Energieträger) ins Stroma des
Chloroplasten
2. Lichtunabhängige Reaktion (Calvin-Zyklus) Synthese von Glukose aus CO2
unter Einsatz von Energie- und Wasserstoffträgern ATP u. NADPH+H+
6 CO2 + 12(NADPH + H+) + 18ATP C6H12O6 + 6H2O + 12NADP+ + 18(ADP + P)
ATP (Energieträger) und NADPH + H + (Wasserstoffträger) stehen aus der
lichtabhängigen Reaktion im Stroma zur Verfügung.
1. Phase: Fixierung von CO2 (Carboxylierung): 6 aus der Luft aufgenommene CO2-
Moleküle werden in den Zyklus eingeschleust, indem sie mit 6 Ribulosediphosphat (C 5)
reagieren.
2. Phase: Reduktionsphase: Die instabilen C6-Körper zerfallen in 12
Phosphoglycerinsäure (C3), die wiederum in 12 Glycerinaldehydphosphat (C3)
umgebaut werden. 2 Glycerinaldehydphosphat (C3) werden zu einem Glukosering (C6)
zusammengesetzt.
3. Phase: Regeneration: Die übrigen 10 Glycerinaldehydphosphat (C3) durchlaufen
einen komplizierten Regenerierungszyklus, der in 6 Ribulosephosphat (C 5) resultiert,
die wieder zum Ausgangsmolekül des Zyklusanfangs umgebaut werden,
Ribulosediphosphat (C5). Nun kann eine neue Runde auf dem Calvin-Zyklus beginnen.
Bedingungen Licht, Temperatur, CO2-Konzentration bestimmen die Fotosyntheseleistung
Abhängigkeit der Fotosynthese von Außenfaktoren
Reaktionsgleichung 6 CO2 + 6H2O C6H12O6 + 6 O2
1.2 Zellatmung (= Dissimilation)
Ort Die Zellatmung findet in den Mitochondrien statt. Ausnahme: Die Glykolyse findet
im Zellplasma statt und das Abbauprodukt Pyruvat wird in die Mitochondrien
transportiert.
Ablauf Bei der Zellatmung werden körpereigene (organische) energiereiche Stoffe in
körperfremde energieärmere anorganische Stoffe zwecks Energiegewinn
umgewandelt (= Dissimilation).
Die Zellatmung kann in 4 Phasen unterteilt werden:
1. Glykolyse:
Ausgangsstoff: ein Molekül Glucose (ein C6-Körper)
↓
Abbau zu zwei Molekülen Pyruvat (C3-Körper) = Endprodukt
↓
Dabei entstehen zwei Moleküle ATP
↓
Protonen und Elektronen werden auf zwei Moleküle
NADH + H+ (Reduktionsäquivalent) übertragen („Shuttle“)
2. oxidative Decarboxylierung:
Ausgangsstoff: zwei Pyruvat-Moleküle
↓
werden zu zwei Molekülen Acetyl-CoA (C2-Körper) und
zwei Molekülen Kohlenstoffdioxid (CO2, C1-Körper) abgebaut (Endprodukte)
↓
CO2 wird von der Zelle abgegeben („Atmung“)
↓
Es entstehen zwei Moleküle NADH+H+ als Reduktionsäquivalente
3. Citratzyklus (Zitronenzyklus):
Ausgangsstoff: Acetyl-CoA (= aktivierte Essigsäure)
↓
Umwandlung zu Kohlenstoffdioxid (CO2) = Endprodukt
↓
Wasserstoff-Ionen (Protonen) und Elektronen werden auf NAD+ bzw. FAD (ebenfalls
ein Shuttlemolekül für Protonen und Elektronen) übertragen
↓
Acetyl-CoA wird an Oxalessigsäure gebunden und in Zyklus eingebracht
↓
Oxalessigsäure regeneriert sich wieder und
kann das nächste Acetyl-CoA-Molekül binden
↓
Es entstehen zwei ATP-Moleküle und
Reduktionsäquivalente: 6 x NADH + H+ und 2 x FADH2.
4. Atmungskette (Endoxidation):
Ausgangsstoff: Wasserstoff-Ionen (Protonen) bzw. Elektronen
(im NADH + H+ und FADH2 gespeichert)
↓
werden mit dem über die Atmung aufgenommenen Sauerstoff zu
Wassermolekülen (= Endprodukt) zusammengesetzt (= Endoxidation)
↓
durch chemiosmotische Vorgänge und Potenzialausgleich an Membran entstehen
34 Moleküle ATP
, ABITUR 2022 Faktencheck Ökologie 2. Semester 3
(30 Moleküle ATP aus 6 x NADH + H und 4 x ATP aus 2 x FADH2)
+
Reaktionsgleichung C6H12O6 + 6 O2 + 6 H2O + 38 ADP + 38 Pi 6 CO2 + 12H2O + 38 ATP
2.+3 Abiotische (unbelebte) und biotische (belebte) Umweltfaktoren
Abiotische Umweltfaktoren können von den Lebewesen, auf die die Umweltfaktoren wirken,
nicht beeinflusst werden. Es sind „natürlich“ auftretende Umstände bzw. Veränderungen.
Der Faktor Licht hat Einfluss auf die Fotosynthese-Aktivität der Pflanzen und steht in direktem
Zusammenhang zu den produzierten energiereichen organischen Stoffen.
Der Faktor Wasser beeinflusst die Assimilation, weil er ein Ausgangsstoff für die Fotosynthese ist.
Außerdem wäre ohne Wasser kein Stofftransport in der Pflanze möglich.
Der Faktor Temperatur wirkt sich auf die Stoffwechselaktivität aus (RGT-Regel) und beeinflusst
damit Prozesse wie Assimilation und Dissimilation.
Der Boden (Nährstoffgehalt, pH-Wert) ist ein weiterer wichtiger Faktor für das Wachstum von
Pflanzen.
Biotischen Umweltfaktoren beschreiben alle Faktoren, die von anderen Lebewesen/
Organismen ausgehen und auf ein anderes Lebewesen einwirken. Dazu zählen:
Intraspezifische Konkurrenz zwischen Artgenossen
Revierbildung
starke Unterschiede zwischen Jugend- und Altersformen
Sexualdimorphismus, biologische Verschiedenheit innerhalb einer Art
Beispiele:
Andere Pflanzen (der gleichen Art und anderer Arten) sind Konkurrenten um Ressourcen und
begrenzen dadurch die Entwicklung von Blütenpflanzen und das Populationswachstum.
Pflanzen der gleichen Art sind mögliche Sexualpartner und erlauben somit die sexuelle
Fortpflanzung.
Fressfeinde (Konsumenten) stören oder verhindern die weitere Entwicklung einer Blütenpflanze und
begrenzen die Populationsdichte.
Insekten bestäuben viele Pflanzen und sind somit wichtig für die sexuelle Fortpflanzung dieser
Blütenpflanzen. Wenn auch die Insekten davon profitieren, kann man von einer Symbiose sprechen.
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