Biologie - Umweltfaktor Licht PDF

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Umweltfaktor Licht...

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Fotosynthese - Lich.aktor Aufgabe 1 Eine grüne Pflanze entnimmt bei Belichtung CO2 aus der Lu>. Man hat untersucht, welchen Einfluss die Beleuchtungsstärke auf den CO2 - Gaswechsel hat. Dabei erhielt man die Kurve von Abb. A. Erläutern Sie den Verlauf dieser Kurve. Erklären Sie dazu den Begriff LichtkompensaOonspunkt und gehen Sie dabei besonders auf die mit a,b und c gekennzeichneten KurvenabschniPe ein! A = limi6erender Faktor oder Sä:gungspunkt : Licht stellt den limi.erenden Faktor da, je mehr Licht zur mmverfügung steht, desto besser kann die Fotosynthese betrieben werden, dann wird CO2 zum mmlimi.erenden Faktor B = Lichtkompensa6onspunkt : gibt bei einer Pflanze an, bei welcher Beleuchtungsstärke das durch den mmCalvinzyklus fixierte Kohlenstoffdioxid und das bei ihrer Atmung ausgeschiedene Kohlenstoffdioxid mmmengenmäßig gerade gleich sind. Als Lichtkompensa.onspunkt bezeichnet man die Lich.ntensität, bei mmder die Photosynthese die Atmung noch gerade eben ausgleicht (kompensiert).(CO2-Verbrauch = CO2mmBildung) C = Dunkelatmung : Kohlenstoffdioxid wird in lichtabhängigen Reak.onen freigesetzt und Sauerstoff wird in mmder Atmung verbraucht. (CO2 entsteht und O2 wird verbraucht) Kurve beschreiben: Am Punkt c, welcher der Anfang bildet, ist es noch dunkel/Nacht. Deshalb kann die Pflanze kein CO2 aus der LuX entnehmen, da die Beleuchtungsstärke nicht vorhanden ist. Zu dieser Zeit müssen die Reservestoffe veratmet werden. Erhöht sich nun die Beleuchtungsstärke (Kurve steigt) kommt irgendwann der Punkt andem sich CO2-Entnahme aus der LuX erhöht (Punkt b: Lichtkompensa.onspunkt). Erhöht man die Beleuchtungsstärke über Punkt b hinaus, überwiegt die Fotosynthese. Jetzt wird mehr Sauerstoff produziert als durch Atmung verbraucht wird. Die Kurve steigt weiter bis sie den Lichtsä]gungspunkt erreicht (Punkt a). Ab dort steigt die Kurve nicht weiter an, da die Fotosyntheserate nicht mehr wächst.

Aufgabe 2 Leiten Sie ausgehend von Abb. C entscheidende Unterschiede zwischen Licht- und SchaPenpflanzen her! Bei großen Pflanzen z.B den meisten Bäumen beschaPen sich die BläPer selbst. Die Pflanze reagiert auf diese Bedingungen mit der Ausbildung von Licht- und SchaPenpflanzen. Als SonnenbläBer versteht man die Laubblä^er, die den Sonnenstrahlen direkt ausgesetzt sind. Als SchaBenbläBer bezeichnet man die Laubblä^er, die der Sonneneinstrahlung nicht direkt ausgesetzt sind, da auf sie ein Scha^en geworfen wird (z.B.: durch die Sonnenblä^er und Äste). Lichtblatt

Schattenblatt

Blätter sind klein und dick

Blätter sind groß und dünn (sonst zu wenig Licht für unteren Zellschichten)

Lichtsättigungspunkt tritt spät ein

Lichtsättigungspunkt tritt früh ein

Lichtblatt

Schattenblatt

Palisadenparenchym: mehrschichtige Blätter ! = erhöhte Abgabe von CO2 und somit mehr Zellatmung, Atmung stärker

Palisadenparenchym: einschichtige Blätter ! = weniger Zellatmung, Atmung geringer

an lichtreiche Standorte gewöhnt

an lichtarme Standort angepasst

Energieverbrauch durch zusätzliche Zellen höher, trotzdem überwiegt Energiegewinnung durch zusätzliche Chloroplasten (Fotosynthese)

Erzielen bereits bei wenig Prozent der Globalstrahlung eine positive Fotosynthesebilanz

Fotosyntheseleistung hoch

Fotosyntheseleistung gering

viele Chloroplasten

wenige Chloroplasten

Aufgabe 3 Die Kurven in Abb. B geben die Abhängigkeit des CO2 Gaswechsels von der Beleuchtungsstärke bei einem Licht- bzw. SchaPenblaP einer Rotbuche wieder. Vergleichen Sie kurz die beiden Kurvenverläufe in Abb. B! Welchen Nutzen zieht die Rotbuche aus diesem physiologischen Unterschied? Stellen Sie in tabellarischer Form die Unterschiede zwischen beiden BlaPtypen zusammen! Benennen Sie diese Anpassungsleistung aus geneOscher Sicht! Vergleich der Kurvenverläufe : Die Kurve des Scha^enbla^s steigt früher an und entnimmt schon bei geringer Beleuchtungsstärke CO2 aus der LuX. Deswegen erreicht das Scha^enbla^ auch schneller den Lichtkompensa.onspunkt, sowie den Sä]gungspunkt, als das Lichtbla^. Wenn das Scha^enbla^ ihren Sä]gungspunkt erreicht, steigt die Kurve nicht mehr und es wird kein CO2 mehr aus der LuX entnommen. Das Lichtbla^ hingegen erreicht ihren Sä]gungspunkt erst viel später, entnimmt somit mehr CO2 aus der LuX und benö.gt eine höhere Beleuchtungsstärke. Nutzen der Rotbuche : Dadurch das die Rotbuche beide Bla^typen aufweist (Baumkrone - Lichtblä^er, untere Baumschicht Scha^enblä^er) hat sie sich so gut angepasst, dass sie bei viel, sowie auch geringer Beleuchtungsstärke überleben kann. Dadurch hat sie auch mehr Standortmöglichkeiten und kann sich mehr ausbreiten. Unterschiede zwischen beiden Bla^typen : In Aufgabe 2 in der Tabelle Anpassungsleistung aus gene.scher Sicht : LichtbläBer : haben sich an große Menge Lichteinstrahlung gewöhnt, sie sind klein und dick, was das austrocknen verhindern soll (intensive Sonneneinstrahlung), dass zusätzliche Gewebe sorgt für eine erhöhte Abgabe von CO2 , da mehr Zellen auch mehr Zellatmung betreiben. Sie haben sich auch insofern angepasst, dass sie größere Interzellularräume besitzen/entwickelt haben. Diese großen Interzellularräume dienen dazu, dass sich das Schwammgewebe bei guter Wasserversorgung ausreichend ausbreiten kann. SchaBenbläBer : haben sich an geringe Menge Lichteinstrahlung gewöhnt, sie sin groß und dünn, durch die größeren Flächen soll mehr Lichteingefangen werden. Benö.gen nicht so viel Licht, da sie aufgrund der reduzierten Gewebe weniger Zellatmung betreiben. Scha^enblä^er haben im Vergleich dünnere Schwammparenchyme und kleinere Interzellularenräume, weil Scha^enblä^er aufgrund der niedrigeren Sonneneinstrahlung im Vergleich weniger Fotosynthese betreiben können/müssen.

Aufgabe 4 Frühblüher sind mehrjährige Pflanzen, die Reservestoffe in unterirdischen Organen wie Wurzelstöcken, Zwiebeln oder Wurzelknollen besitzen. Dies ermöglicht ihnen die Ausnutzung einer besOmmten SituaOon. Beschreiben Sie diese unter Verwendung der Abb. D und der Tab. 1! Klären Sie in diesem Zusammenhang auch den Begriff Ökologische Nische!

Ökologische Nische : die Gesamtheit aller bio.schen und abio.schen Umwelfaktoren, die ein Organismus zum Überleben, Ausbreiten und Fortpflanzen braucht. Dadurch das Frühblüher sich Reservestoffe gespeichert haben, können sie schon wachsen, obwohl die Zustände noch nicht op.mal für sie sind (sind Laubbedeckt oder erhalten zu wenig Lichteinstrahlung). Die Ökologische Nische von Frühblühern sind also die Reservestoffe, dank denen sie Überleben, sich Ausbreiten und Fortpflanzen können....