Lebensprozesse von grünen Pflanzen, Pilzen und Bakterien

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erzeugt in den Gefäßen der Pflanze einen Unterdruck. Der sog ist die wesentliche Ursache für den ständigen Wasserstrom in der Pflanze. Stoff- und Energiewechsel grüner Pflanzen Assimilation (anabol) Aufbau körpereigener Stoffe - unter Energieaufnahme heterotroph fremde, organische, energiereiche Stoffe → eigene, organische, energiereiche Stoffe Bsp. Atmung (mit O₂) ● Fotosynthese (autotrophe Assimilation) autotrophe Pflanzen (bilden selbstständig aus anorganischen Stoffen organische) betreiben Fotosynthese ● ● ● ● ● ● Summengleichung: 6 CO₂ + 12 H₂O + Lichtenergie → C6H12O6 + 6 O₂ + 6 H₂O Ausgangsstoffe: Kohlenstoffdioxid (CO₂) und Wasser (H₂O) Reaktionsprodukte: Traubezucker/Glucose (C6H12O6), Wasser (H₂O) und Sauerstoff Dissimilation (katabol) Abbau körpereigener Stoffe - unter Energiefreisetzung (0₂) Glucose mit Mineralsalzen zu anderen organischen Stoffen umgewandelt (Stärke, Eiweiß, Fett, Farbstoffe, Säure) ■ autotroph fremde, anorganische, energiearme Stoffe → eigene, organische, energiereiche Stoffe Bsp. Fotosynthese; Gärung (ohne O₂) Bedingungen: Vorhandensein von Chlorophyll; Zufuhr von Licht (nur tagsüber) Umwandlung von Energie Energie der Lichtstrahlung in chemische Energie umgewandelt - Lichtreaktion Lichtenergie wird über Chlorophyll (in Chloroplasten) aufgenommen in Chloroplasten wird Energie zu chem. Energie umgewandelt; als chem. Verbindung gespeichert (für Transport) ■ ■ ■ Bedeutung für die Pflanze: Herstellung organischer energiereicher Stoffe aus anorganischen energiearmen Stoffen → für Wachstum und Fortpflanzung (Reservestoffe in den Samen) Einflussfaktoren/Abhängigkeiten (variieren je nach Pflanze): chem. Verbindung = Adenosintriphosphat (ATP) - wird für Glucose-Aufbau benötigt Wasser nur gering benötigt, da keine direkte Auswirkung auf Prozess benötigte Menge Wasser je Pflanze sehr verschieden Wassermangel → Schließung Spaltöffnung → weniger Aufnahme CO2 Licht höhere Lichtintensität, intensivere Fotosynthese Schattenpflanzen benötigen nur wenig Licht - Waldmeister, Maiglöckchen Lichtpflanzen benötigen viel Licht - Thymian, Heidekraut Temperatur → höhere Temperatur, intensivere Fotosynthese bis Temperaturoptimum erreicht steigt Leistung (10°C - Verdopplung); danach fällt Leistung wieder Kohlenstoffdioxidgehalt → mehr Kohlenstoffdioxid (bis 0,1 Vol.%), intensivere Fotosynthese darüber hinaus kaum Leistungssteigerung Zellatmung (aerobe Dissimilation) in Mitochondrien • Summengleichung: C6H12O6 + 6 O₂ + 6H₂O →6 CO₂ + 12 H₂O + Energie Ausgangstoffe: Traubenzucker/Glucose (C6H12O6), Wasser (H₂O) und Sauerstoff (0₂) Reaktionsprodukte: Kohlenstoffdioxid (CO₂) und Wasser (H₂O) ● ● ● ● ● Bedingungen: Vorhandensein von Glucose; kein Licht benötigt (ganzer Tag, auch nachts) - gebildete CO2 wird nur nachts abgegeben Pflanze kann wachsen, weil tagsüber mehr organische Stoffe gebildet werden als durch Zellatmung verbraucht wird Energiefreisetzung ● Beeinflussbarkeit (Wasser → mehr/weniger Wasser hat nur eine sehr geringe Auswirkung) Licht es wird kein Licht benötigt (Temperatur → höhere Temperatur, höhere Reaktionsgeschwindigkeit) ■ Glucose → muss vorhanden sein ■ ● ■ ● ▪ ● Stoff- und Energiewechsel von Pilzen und Bakterien Gärung (anaerobe Dissimilation) Gärung: Energiereiche organische Stoffe werden ohne Sauerstoff unvollständig abgebaut. Dabei wird nur wenig Energie frei. Alkoholische Gärung: Summengleichung: Zucker (Hefepilze)→Kohlenstoffdioxid + Alkohol + Energie C6H12O6 6 CO2 + 2 C₂H5OH Glucose wird unter Sauerstoffmangel durch Mikroorganismen (Hefepilze) zu Ethanol, Kohlenstoffdioxid und Wasser umgewandelt. Ausgangstoff: Zucker (Glucose - C6H12O6) Reaktionsprodukte: Kohlenstoffdioxid (CO₂) und Alkohol (C₂H5OH) (und Energie, Energieversorgung durch Glucose Glucose wird in Cytoplasma und Mitochondrien von Enzymen vollständig zu CO₂ und H₂O abgebaut · Zelle gewinnt mit freiwerdender Energie energiereiche Verbindung ATP chemische Energie wird in Form ATP (Energieträger) und Wärme frei Energiegewinnung ermöglicht Wachstum, Bewegung, Stoffaufbau, Stofftransport (1/3); Freisetzung von Wärme (2/3) Wurzel können keine Fotosynthese betreiben (Kein Chlorophyll) - benötigen Glucose, um Energie herzustellen Wasser) Bedingungen: nur unter Sauerstoffabschluss (wenn Sauerstoff, dann ,,veratmet" die Hefe die Glucose) wirtschaftlicher Nutzen (Hefepilze) Milchsäuregärung: ● Summengleichung: Glucose (Enzyme der Milchsäurebakterien) → Milchsäure C6H12O62 CH3 - CHOH-COOH (2 C3H6O3) (+ wenig Energie) freiwerdende Energie nutzen Bakterien für Lebensvorgänge Ausgangstoff: (Milch-)Zucker (C6H12O6) Reaktionsprodukt: Milchsäure (2 C3H6O3) Bedingungen: nur unter Sauerstoffabschluss ● wirtschaftlicher Nutzen Alkohol → Medizin, alkoholische Getränke (Bier, Wein), Lösungsmittel - Kosmetik Bäckerhefe Brot wird locker, luftig ● ● Herstellung Sauermilchprodukten (Käse, Quark, Joghurt), Sauerteig, Kakao Gurken, Oliven, Sauerkraut haltbarmachen (Konservierung) Konservierung Pflanzenmaterial (als Futtermittel) Systematisierung Assimilation autotrophe Assimilation z. B. Fotosynthese Algen, Pflanzen sowie einige Bakterien mit Chlorophyll Atmung Abbau organischer Stoffe unter Stoff- und Energiewechsel Energiegewinnung Dissimilation unter Sauerstoffverbrauch heterotrophe Assimilation autotrophe Assimilation Aufbau körpereigener organischen Stoffe aus anorganischen Stoffen Mensch, Tiere, Pilze und die meisten Bakterien Atmung Dissimilation Mensch, Tiere, Pflanzen, Pilze und viele Bakterien Gärung viele Bakterien und einige Pilze heterotrophe Assimilation Aufbau körpereigener organischen Stoffe aus organischen Stoffen Gärung Abbau organischer Stoffe unter Energiegewinnung Dissimilation kein Sauerstoff benötigt