C3-, C4- und CAM-Fotosynthese und Fotorespiration
BiologiePflanzenphysiologieAlter 16–17
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Als Nächstes in Pflanzenphysiologie
Vergleichen Sie die Nettofotosynthese von Weizen (C3) und Mais (C4) bei veränderter Beleuchtung, CO₂-Konzentration und Temperatur, und sehen Sie, wie die Fotorespiration bei Hitze oder wenig CO₂ steigt. Schauen Sie ins Blatt auf die Kranz-Anatomie und die Schritte des Hatch-Slack-Wegs, zählen Sie Reaktionen der Rubisco mit CO₂ und O₂ und lassen Sie einen Tag einer Ananas (CAM) laufen, die ihre Spaltöffnungen nachts öffnet.
Lektion: Fotosynthese bei C3-, C4- und CAM-Pflanzen; Fotorespiration
Was sie zeigt
Die Rubisco, das Enzym, das im Calvin-Zyklus CO₂ fixiert, kann auch mit O₂ reagieren. Dann verliert die Pflanze einen Teil des fixierten Kohlenstoffs: Das ist die Fotorespiration, die bei Hitze und bei wenig CO₂ am Enzym steigt. C4-Pflanzen wie Mais fixieren CO₂ zuerst mit der PEP-Carboxylase in den Mesophyllzellen und setzen es an der Rubisco in den Bündelscheidenzellen wieder frei, sodass sie kaum fotorespirieren. CAM-Pflanzen wie die Ananas öffnen ihre Spaltöffnungen nachts und speichern CO₂ als Äpfelsäure, was Wasser spart. Die Zahlen stammen aus einem Unterrichtsmodell, nicht aus Messungen einer Sorte.
So funktioniert es
Ziehen Sie unter C3 und C4 vergleichen die Regler Licht, CO₂ und Temperatur, wählen Sie die x-Achse des Diagramms und klicken Sie auf Erfassen. Wählen Sie unter Im Blatt das Blatt Mais (C4) oder Weizen (C3), verfolgen Sie die Schritte und klicken Sie auf 200 Reaktionen zählen. Stellen Sie unter CAM-Pflanze die Tag- und Nachttemperatur ein und klicken Sie auf Einen Tag simulieren.
Einstellbare Parameter
- Ansicht C3 und C4 vergleichen, Im Blatt, CAM-Pflanze
- Licht (Anteil des vollen Sonnenlichts) 0–100 %
- CO₂-Konzentration der Luft 0–1000 ppm
- Blatttemperatur 0–50 °C
- x-Achse des Diagramms CO₂, Licht, Temperatur
- Blatt im Querschnitt Mais (C4), Weizen (C3)
- Höchste Tagestemperatur 20–45 °C
- Tiefste Nachttemperatur 5–30 °C
Fragen zum Erkunden
- Ab welcher Temperatur fixiert Mais CO₂ schneller als Weizen, und warum?
- Warum liegt der CO₂-Kompensationspunkt von Mais so viel tiefer als der von Weizen?
- Wann öffnet die Ananas ihre Spaltöffnungen, um Wasser zu sparen, und welchen Preis zahlt sie dafür?
