Pflanzen haben ein Problem: Sie brauchen CO₂ für die Photosynthese,...
Biologie5.294 aufrufe·Aktualisiert 6. Aug. 2026·2 SeitenRubisCO und Pflanzen: C3, C4, CAM - Ein Bio Lernzettel
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Maggy🦦@m.m211
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RuBisCO und das Dilemma der Landpflanzen
RuBisCO ist das wichtigste Enzym der Erde - es macht bis zu 50% der Proteinmasse in Blättern aus! Dieses riesige Protein besteht aus 16 Untereinheiten und ist für fast alle organischen Substanzen auf der Erde verantwortlich. Allerdings arbeitet es ziemlich langsam mit nur 2-3 Umsätzen pro Sekunde.
Das große Problem: RuBisCO kann sowohl als Carboxylase (CO₂-Fixierung) als auch als Oxygenase (Sauerstoff-Fixierung) arbeiten. An heißen Tagen schließen Pflanzen ihre Stomata, um Wasser zu sparen. Dadurch sinkt die CO₂-Konzentration im Blatt, während der O₂-Gehalt steigt.
Wichtig: Fotorespiration verbraucht Sauerstoff und produziert CO₂ - das Gegenteil von dem, was die Pflanze eigentlich will!
Diese Fotorespiration läuft tagsüber ab und vermindert die Photosynthese-Leistung erheblich. Sie könnte ein Evolutionsrelikt aus Zeiten mit weniger O₂ sein oder als "Ventil" dienen, um die Photosysteme vor Überlastung zu schützen.
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Drei Wege der CO₂-Fixierung
C3-Pflanzen wie Weizen und Kartoffeln nutzen den klassischen Weg: RuBisCO fixiert CO₂ direkt an Ribulose-1,5-bisphosphat. Das erste Produkt hat drei Kohlenstoffatome - daher der Name. Bei hohen Temperaturen leiden sie stark unter Fotorespiration.
C4-Pflanzen wie Mais haben einen Trick entwickelt: Sie trennen CO₂-Fixierung und Calvin-Zyklus räumlich. In den Mesophyllzellen fixiert das Enzym PEP-Carboxylase CO₂ sehr effizient. Das entstehende 4-Kohlenstoff-Molekül wandert zu den Bündelscheidenzellen, wo CO₂ freigesetzt und von RuBisCO verarbeitet wird.
Clever: C4-Pflanzen können noch bei 0,0001% CO₂ in der Luft arbeiten!
CAM-Pflanzen wie Kakteen lösen das Problem zeitlich: Nachts öffnen sie ihre Stomata, nehmen CO₂ auf und speichern es als Malat in Vakuolen. Tagsüber setzen sie das CO₂ wieder frei und betreiben Photosynthese bei geschlossenen Stomata - perfekt für trockene Gebiete!
Wir dachten schon, du fragst nie...
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AnnaiOS-Nutzerin
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Pflanzen haben ein Problem: Sie brauchen CO₂ für die Photosynthese, verlieren aber beim Öffnen ihrer Spaltöffnungen wertvolles Wasser. Verschiedene Pflanzentypen haben clevere Lösungen für dieses Dilemma entwickelt.
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Drei Wege der CO₂-Fixierung
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Clever: C4-Pflanzen können noch bei 0,0001% CO₂ in der Luft arbeiten!
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Stefan SiOS-Nutzer
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