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Fotosynthese und Zellatmung - Arbeitsblatt Lösungen und Erklärungen

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lena

23.3.2023

Biologie

stoffwechsel - lernzettel

Fotosynthese und Zellatmung - Arbeitsblatt Lösungen und Erklärungen

Der Zusammenhang zwischen Fotosynthese und Zellatmung wird detailliert erklärt. Beide Prozesse sind für den Energiestoffwechsel von Pflanzen essentiell:

  • Fotosynthese wandelt Lichtenergie in chemische Energie um und produziert Glucose
  • Zellatmung baut Glucose ab, um ATP als Energieträger zu gewinnen
  • Die Prozesse laufen in verschiedenen Zellorganellen ab: Chloroplasten und Mitochondrien
  • Wichtige Teilschritte sind Glykolyse, Citratzyklus und Atmungskette
...

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Atmungskette und oxidative Phosphorylierung

Die Atmungskette, auch als Endoxidation bezeichnet, findet in der inneren Mitochondrienmembran statt. Hier werden die Elektronen aus den Reduktionsäquivalenten NADH+H⁺ und FADH₂ über eine Reihe von Proteinkomplexen auf Sauerstoff übertragen. Dabei entsteht Wasser:

2 H₂ + O₂ → 2 H₂O

Diese Reaktion wird auch als Knallgasreaktion bezeichnet.

Example: Die Atmungskette funktioniert wie eine molekulare Batterie, die chemische Energie in Form eines Protonengradienten speichert.

Während des Elektronentransports werden Protonen aus der Matrix in den Intermembranraum gepumpt. Der dadurch entstehende Protonengradient wird von der ATP-Synthase genutzt, um ATP zu produzieren. Dieser Prozess wird als oxidative Phosphorylierung bezeichnet.

Highlight: Bei der oxidativen Phosphorylierung entstehen etwa 34 ATP-Moleküle pro Glucose-Molekül.

Die ATP-Synthase ist ein faszinierender molekularer Motor. Sie nutzt den Rückfluss der Protonen, um ADP und Phosphat zu ATP zu verknüpfen.

Vocabulary: ATP-Synthase - Ein Enzymkomplex, der den Protonengradienten zur ATP-Produktion nutzt.

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Fotosynthese - Der Gegenspieler der Zellatmung

Die Fotosynthese ist der Prozess, bei dem Pflanzen aus Kohlendioxid und Wasser unter Nutzung von Lichtenergie Glucose und Sauerstoff produzieren. Sie findet in den Chloroplasten statt und lässt sich in lichtabhängige und lichtunabhängige Reaktionen unterteilen.

Die Gesamtgleichung der Fotosynthese lautet:

6 CO₂ + 6 H₂O → C₆H₁₂O₆ + 6 O₂

Definition: Chloroplasten - Zellorganellen in Pflanzen, in denen die Fotosynthese stattfindet.

In den lichtabhängigen Reaktionen wird Lichtenergie absorbiert und in chemische Energie umgewandelt. Dabei entstehen ATP und NADPH+H⁺. Wichtige Schritte sind:

  1. Anregung von Chlorophyll-Molekülen
  2. Wasserspaltung (Photolyse)
  3. Elektronentransport und Aufbau eines Protonengradienten
  4. ATP-Synthese durch die ATP-Synthase

Highlight: Bei der Wasserspaltung entsteht der Sauerstoff, den wir atmen: 2 H₂O → 4 H⁺ + O₂ + 4 e⁻

In den lichtunabhängigen Reaktionen (Calvin-Zyklus) wird CO₂ unter Verbrauch von ATP und NADPH+H⁺ zu Glucose reduziert. Dieser Prozess wird auch als CO₂-Fixierung bezeichnet.

Vocabulary: Ribulose-1,5-bisphosphat-Carboxylase (RuBisCO) - Das Schlüsselenzym der CO₂-Fixierung im Calvin-Zyklus.

Der Calvin-Zyklus besteht aus drei Phasen:

  1. Carboxylierung
  2. Reduktion
  3. Regeneration

Für die Bildung eines Glucose-Moleküls muss der Zyklus sechsmal durchlaufen werden.

Example: Die Fotosynthese kann als umgekehrte Zellatmung betrachtet werden. Während die Zellatmung Glucose abbaut und CO₂ freisetzt, baut die Fotosynthese aus CO₂ Glucose auf.

Die Glykolyse, der Citratzyklus und die oxidative Phosphorylierung sind somit die Schlüsselprozesse der Zellatmung, während die lichtabhängigen und lichtunabhängigen Reaktionen die Hauptschritte der Fotosynthese darstellen. Beide Prozesse sind eng miteinander verknüpft und bilden die Grundlage für den Energiestoffwechsel in der Natur.

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Philipp, iOS User

Die App ist sehr einfach und gut gestaltet. Bis jetzt habe ich immer alles gefunden, was ich gesucht habe :D

Lena, iOS Userin

Ich liebe diese App ❤️, ich benutze sie eigentlich immer, wenn ich lerne.

 

Biologie

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23. März 2023

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Fotosynthese und Zellatmung - Arbeitsblatt Lösungen und Erklärungen

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lena

@lena.bzn

Der Zusammenhang zwischen Fotosynthese und Zellatmung wird detailliert erklärt. Beide Prozesse sind für den Energiestoffwechsel von Pflanzen essentiell:

  • Fotosynthese wandelt Lichtenergie in chemische Energie um und produziert Glucose
  • Zellatmung baut Glucose ab, um ATP als Energieträger zu gewinnen
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Atmungskette und oxidative Phosphorylierung

Die Atmungskette, auch als Endoxidation bezeichnet, findet in der inneren Mitochondrienmembran statt. Hier werden die Elektronen aus den Reduktionsäquivalenten NADH+H⁺ und FADH₂ über eine Reihe von Proteinkomplexen auf Sauerstoff übertragen. Dabei entsteht Wasser:

2 H₂ + O₂ → 2 H₂O

Diese Reaktion wird auch als Knallgasreaktion bezeichnet.

Example: Die Atmungskette funktioniert wie eine molekulare Batterie, die chemische Energie in Form eines Protonengradienten speichert.

Während des Elektronentransports werden Protonen aus der Matrix in den Intermembranraum gepumpt. Der dadurch entstehende Protonengradient wird von der ATP-Synthase genutzt, um ATP zu produzieren. Dieser Prozess wird als oxidative Phosphorylierung bezeichnet.

Highlight: Bei der oxidativen Phosphorylierung entstehen etwa 34 ATP-Moleküle pro Glucose-Molekül.

Die ATP-Synthase ist ein faszinierender molekularer Motor. Sie nutzt den Rückfluss der Protonen, um ADP und Phosphat zu ATP zu verknüpfen.

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Fotosynthese - Der Gegenspieler der Zellatmung

Die Fotosynthese ist der Prozess, bei dem Pflanzen aus Kohlendioxid und Wasser unter Nutzung von Lichtenergie Glucose und Sauerstoff produzieren. Sie findet in den Chloroplasten statt und lässt sich in lichtabhängige und lichtunabhängige Reaktionen unterteilen.

Die Gesamtgleichung der Fotosynthese lautet:

6 CO₂ + 6 H₂O → C₆H₁₂O₆ + 6 O₂

Definition: Chloroplasten - Zellorganellen in Pflanzen, in denen die Fotosynthese stattfindet.

In den lichtabhängigen Reaktionen wird Lichtenergie absorbiert und in chemische Energie umgewandelt. Dabei entstehen ATP und NADPH+H⁺. Wichtige Schritte sind:

  1. Anregung von Chlorophyll-Molekülen
  2. Wasserspaltung (Photolyse)
  3. Elektronentransport und Aufbau eines Protonengradienten
  4. ATP-Synthese durch die ATP-Synthase

Highlight: Bei der Wasserspaltung entsteht der Sauerstoff, den wir atmen: 2 H₂O → 4 H⁺ + O₂ + 4 e⁻

In den lichtunabhängigen Reaktionen (Calvin-Zyklus) wird CO₂ unter Verbrauch von ATP und NADPH+H⁺ zu Glucose reduziert. Dieser Prozess wird auch als CO₂-Fixierung bezeichnet.

Vocabulary: Ribulose-1,5-bisphosphat-Carboxylase (RuBisCO) - Das Schlüsselenzym der CO₂-Fixierung im Calvin-Zyklus.

Der Calvin-Zyklus besteht aus drei Phasen:

  1. Carboxylierung
  2. Reduktion
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Example: Die Fotosynthese kann als umgekehrte Zellatmung betrachtet werden. Während die Zellatmung Glucose abbaut und CO₂ freisetzt, baut die Fotosynthese aus CO₂ Glucose auf.

Die Glykolyse, der Citratzyklus und die oxidative Phosphorylierung sind somit die Schlüsselprozesse der Zellatmung, während die lichtabhängigen und lichtunabhängigen Reaktionen die Hauptschritte der Fotosynthese darstellen. Beide Prozesse sind eng miteinander verknüpft und bilden die Grundlage für den Energiestoffwechsel in der Natur.

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Zellatmung und Fotosynthese im Überblick

Die Zellatmung ist ein komplexer Prozess, bei dem Glucose abgebaut und Energie in Form von ATP gewonnen wird. Sie lässt sich in mehrere Teilschritte untergliedern:

Die Glykolyse findet im Cytoplasma statt. Hierbei wird ein Glucose-Molekül (C6-Verbindung) in mehreren Reaktionsschritten zu zwei Pyruvat-Molekülen (C3-Verbindungen) abgebaut.

Vocabulary: Pyruvat - Ein Zwischenprodukt der Glykolyse, das aus drei Kohlenstoffatomen besteht.

Anschließend werden die Pyruvat-Moleküle in die Mitochondrien transportiert. Dort erfolgt eine Decarboxylierung, bei der CO₂ abgespalten wird. Es entsteht eine C2-Verbindung, die an das Coenzym A gebunden wird. Dieses Acetyl-Coenzym-A ist der Ausgangspunkt für den Citratzyklus.

Definition: Decarboxylierung - Die Abspaltung von Kohlendioxid (CO₂) aus organischen Verbindungen.

Der Citratzyklus läuft in der Mitochondrienmatrix ab. Hier wird das Acetyl-Coenzym-A vollständig zu CO₂ oxidiert. Dabei werden wichtige Reduktionsäquivalente (NADH+H⁺ und FADH₂) gebildet, die in der Atmungskette zur ATP-Synthese benötigt werden.

Highlight: Der Citratzyklus ist nicht nur für die Energiegewinnung wichtig, sondern liefert auch Vorstufen für die Biosynthese von Aminosäuren, Fettsäuren und Nukleotiden.

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Die App ist sehr leicht und gut gestaltet. Habe bis jetzt alles gefunden, nachdem ich gesucht habe und aus den Präsentationen echt viel lernen können! Die App werde ich auf jeden Fall für eine Klassenarbeit verwenden! Und als eigene Inspiration hilft sie natürlich auch sehr.

Stefan S

iOS user

Diese App ist wirklich echt super. Es gibt so viele Lernzettel und Hilfen, […]. Mein Problemfach ist zum Beispiel Französisch und die App hat mega viel Auswahl für Hilfe. Dank dieser App habe ich mich in Französisch verbessert. Ich würde diese jedem weiterempfehlen.

Samantha Klich

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Wow ich bin wirklich komplett baff. Habe die App nur mal so ausprobiert, weil ich es schon oft in der Werbung gesehen habe und war absolut geschockt. Diese App ist DIE HILFE, die man sich für die Schule wünscht und vor allem werden so viele Sachen angeboten, wie z.B. Ausarbeitungen und Merkblätter, welche mir persönlich SEHR weitergeholfen haben.

Anna

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Jana V

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Ich liebe diese App sie hilft mir vor jeder Arbeit kann Aufgaben kontrollieren sowie lösen und ist wirklich vielfältig verwendbar. Man kann mit diesem Fuchs auch normal reden so wie Probleme im echten Leben besprechen und er hilft einem. Wirklich sehr gut diese App kann ich nur weiter empfehlen, gerade für Menschen die etwas länger brauchen etwas zu verstehen!

Lena M

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Ich finde Knowunity ist eine super App. Für die Schule ist sie ideal , wegen den Lernzetteln, Quizen und dem AI. Das gute an AI ist , dass er nicht direkt nur die Lösung ausspuckt sondern einen Weg zeigt wie man darauf kommt. Manchmal gibt er einem auch nur einen Tipp damit man selbst darauf kommt . Mir hilft Knowunity persönlich sehr viel und ich kann sie nur weiterempfehlen ☺️

Timo S

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Die App ist einfach super! Ich muss nur in die Suchleiste mein Thema eintragen und ich checke es sehr schnell. Ich muss nicht mehr 10 YouTube Videos gucken, um etwas zu verstehen und somit spare ich mir meine Zeit. Einfach zu empfehlen!!

Sudenaz Ocak

Android user

Diese App hat mich echt verbessert! In der Schule war ich richtig schlecht in Mathe und dank der App kann ich besser Mathe! Ich bin so dankbar, dass ihr die App gemacht habt.

Greenlight Bonnie

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Ich benutze Knowunity schon sehr lange und meine Noten haben sich verbessert die App hilft mir bei Mathe,Englisch u.s.w. Ich bekomme Hilfe wenn ich sie brauche und bekomme sogar Glückwünsche für meine Arbeit Deswegen von mir 5 Sterne🫶🏼

Julia S

Android user

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Marcus B

iOS user

Mit dieser App hab ich bessere Noten bekommen. Bessere Lernzettel gekriegt. Ich habe die App benutzt, als ich die Fächer nicht ganz verstanden habe,diese App ist ein würcklich GameChanger für die Schule, Hausaufgaben

Sarah L

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Hatte noch nie so viel Spaß beim Lernen und der School Bot macht super Aufschriebe die man Herunterladen kann total Übersichtlich und Lehreich. Bin begeistert.

Hans T

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