Aufgaben: Funktionale Angepasstheiten und Stoffwechselregulation

Beschreiben Sie den Aufbau eines Laubblatts (obere Epidermis, Palisadengewebe, Schwammgewebe, untere Epidermis mit Spaltöffnungen) und ordnen Sie jedem Gewebe eine Funktion zu.

Nennen Sie zwei Unterschiede im Aufbau zwischen Sonnenblatt und Schattenblatt einer Rotbuche.

Erklären Sie den Begriff Endprodukthemmung und nennen Sie die Art der Hemmung am ersten Enzym eines Stoffwechselwegs.

Ein Stoffwechselweg lautet: A →(E1) B →(E2) C →(E3) D. Das Endprodukt D hemmt E1 allosterisch.

1. a) Beschreiben Sie, was bei steigender Konzentration von D geschieht.

1. b) Erklären Sie den Vorteil dieser Regulation für die Zelle.

Die Lichtsättigung der Fotosyntheserate liegt beim Sonnenblatt bei 1.000 µmol Photonen/(m²·s) mit maximal 20 µmol CO₂/(m²·s), beim Schattenblatt bei 200 µmol Photonen/(m²·s) mit maximal 6 µmol CO₂/(m²·s).

1. a) Berechnen Sie das Verhältnis der maximalen Raten.

1. b) Erklären Sie die Unterschiede mit Blattaufbau und Pigmenten.

Die Spaltöffnungen eines Blatts schließen sich bei Trockenheit.

1. a) Erläutern Sie den Zielkonflikt zwischen Wasserverlust und CO₂-Aufnahme.

1. b) Beschreiben Sie die Folge für die Fotosyntheserate.

Bei einem Bakterium wird die Aminosäure Isoleucin in fünf Schritten aus Threonin synthetisiert. Wird Isoleucin dem Medium zugegeben, sinkt die Aktivität des ersten Enzyms (Threonin-Desaminase) auf 5 %, auch wenn Threonin in hoher Konzentration vorliegt. Die Hemmung ist durch hohe Threoninkonzentration nicht aufhebbar.

1. a) Erklären Sie, warum es sich nicht um kompetitive Hemmung handelt.

1. b) Erläutern Sie die Vorteile dieser Rückkopplung.

1. c) Begründen Sie, was geschähe, wenn Isoleucin das letzte Enzym hemmte.

Beschreiben Sie die Angepasstheit eines Blatts auf den Systemebenen Organ, Gewebe, Zelle und Molekül für ein Schattenblatt der Rotbuche im Wald bei Göttingen und erläutern Sie die Konsequenz für die Energiebilanz.

Ein Hersteller bewirbt ein Nahrungsergänzungsmittel mit hohen Dosen Vitamin B1, B2 und Niacin für „mehr Energie“ beim Sport. Vitamine dienen als Bestandteile von Coenzymen (z. B. NAD⁺, FAD, TPP) der Zellatmung.

1. a) Erklären Sie die Rolle der Coenzyme in der Zellatmung.

1. b) Nehmen Sie begründet Stellung zur Werbeaussage unter Berücksichtigung von Bedarf, Mangel, Überschuss und Regulation.