Dieses Video bildet den zweiten Teil zu Anwendungsaufgaben zur Fotosynthese - ein erstes Video zu Anwendungsaufgaben existiert bereits und verlinke ich an dieser Stelle einmal. Es empfiehlt sich zu diesem Zeitpunkt natürlich, bereits detaillierte Kenntnisse über den Prozess der Fotosynthese zu besitzen und auch, das erste Video zu den Anwendungsaufgaben gesehen zu haben - denn die erste folgende, erste Aufgabe, schließt an die letzte Aufgabe des vorherigen Videos an. Tipp: Stoppt das Video, lest euch die Aufgabe in Ruhe durch und versucht sie einmal selbst zu lösen. Es hilft zudem, sich zu fragen, was einem alles aus der Aufgabe bekannt ist und welches theoretische Hintergrundwissen ihr dazu habt.
„Stellen Sie eine begründete Hypothese auf, wie sich der Anteil von 3PG und RuBP sich ändert, wenn in dem Versuch (vgl. unten) die Beleuchtungsstärke konstant gehalten wird, ab dem Zeitpunkt 0 aber kein Kohlenstoffdioxid mehr im Wasser enthalten ist. Skizzieren sie ihre Vermutung mithilfe eines Diagramms“.
(Ursprünglicher Versuch: Der Versuch wurde mit der Grünalge Chorella durchgeführt. Das Wasser, in dem sich die Algen befanden, hatte einen Kohlenstoffdioxidgehalt von 1%. Zunächst wurde die Kultur belichtet, später - vom Zeitpunkt 0 an - wurde sie verdunkelt.)
Ihr erkennt anhand der Grafik die relative Menge von zwei Stoffen: Phosphoglycerinsäure bzw. 3-Phosphoglycerat und Ribulose 1,5-bisphosphat und wie sich diese Menge bei unterschiedlicher Belichtung ändert - In Anwesenheit von Licht bleibt die Menge in Abhängigkeit zur Zeit konstant, wobei der relative Gehalt von 3-Phosphoglycerat höher liegt als der von Ribulose-1,5-bisphosphat. Bei Dunkelheit sinkt die Menge an Ribulose 1,5bisphosphat, wohingegen die Menge an 3-Phosphoglycerat zunimmt. Diese Abbildung gehörte noch zum Versuch, der durchgeführt wurde mit der Grünalge Chorella einmal mit Belichtung und dann - ab dem Zeitpunkt 0 - ohne Belichtung. Die Gründe dafür, dass der relative Anteil von 3-Phosphoglycerat zunimmt und der von RuBP abnimmt, haben wir im letzten Video geklärt.
In dieser Aufgabe wurde der Versuch so modifiziert, dass die Belichtungsstärke konstant gehalten wurde, dafür jedoch CO2 nicht mehr zur Verfügung steht. Ich würde mir diese Information in das Diagramm kenntlich machen: Bis zum Zeitpunkt 0 ist CO2 anwesend, anschließend fehlt es (abwesend). Während des gesamten Versuchszeitraums werden die Grünalgen belichtet - wenn man möchte, kann man auch diesen Aspekt in das Diagramm einbetten. Bis zum Zeitpunkt 0 sind die Versuchsbedingungen die gleichen wie auch im vorherigen Versuch - CO2 ist vorhanden und die Grünalgen werden belichtet - entsprechend ist auch der relative Anteil von RuBP und 3-Phosphoglycerat wieder der gleiche wie auch im Diagramm davor.
Beide Stoffe sind euch aus der Fotosynthese - genauer gesagt aus dem Calvin-Zyklus - bekannt: Ribulose 1,5 Bisphosphat als primäres Akzeptormolekül für CO2 - das von den Spaltöffnungen der Pflanze aufgenommene CO2 wird auf Ribulose 1,5 Bisphosphat transferiert und somit fixiert - chemisch gebunden und damit festgehalten. 3 Phosphoglycerat ist das Zwischenprodukt, in das Ribulose 1,5 bisphosphat nach der Aufnahme von CO2 zerfällt. Denn infolge der CO2 Fixierung entsteht ein Zwischenprodukt, das so instabil ist, dass es rasch zerfällt. Das erklärt übrigens schon den höheren Gehalt an 3-Phosphoglycerat. Denn ein Molekül Ribulose 1,5 bisphosphat zerfällt nach der Co2 Fixierung als C6 Körper in zwei C-3 Körper - aus einem Molekül RuBP entsteht also die doppelte Menge an 3PG.