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pH-Werte im belichteten Chloroplasten
AFB I–IIMit pH-empfindlichen Farbstoffen lassen sich die pH-Werte in den Räumen intakter Chloroplasten bestimmen. M1 zeigt gerundete Werte für Spinat-Chloroplasten im Dunkeln und nach einigen Minuten Belichtung. Das Schlüsselenzym des Calvin-Zyklus, die Rubisco, arbeitet im Stroma und hat ihr Aktivitätsoptimum bei etwa pH 8.
M1pH-Werte in Chloroplast und Cytoplasma einer Blattzelle
| Raum | im Dunkeln | nach Belichtung |
|---|---|---|
| Thylakoidlumen | 7,0 | 5,0 |
| Stroma | 7,0 | 8,0 |
| Cytoplasma | 7,2 | 7,2 |
- Erstellen Sie eine beschriftete Skizze eines Chloroplasten, aus der seine Membranen und Kompartimente hervorgehen.
- Beschreiben Sie die in M1 dargestellten Veränderungen.
- Erläutern Sie das Zustandekommen der pH-Änderungen und die anschließende ATP-Synthese anhand des chemiosmotischen Modells.
- Begründen Sie mithilfe von M1, dass der Calvin-Zyklus nicht nur über ATP und NADPH vom Licht abhängt.
Hinweise
Hinweis zu Aufgabe a)
Beginnen Sie außen: Wie viele Membranen umhüllen den Chloroplasten? Welche Räume trennen die Membranen voneinander?
Hinweis zu Aufgabe b)
Vergleichen Sie Zeile für Zeile und geben Sie die Änderung in pH-Stufen an.
Hinweis zu Aufgabe c)
Drei Vorgänge verschieben Protonen: Fotolyse, Plastochinon und NADPH-Bildung. Wohin fließen die H⁺ danach?Erläutern: Zusammenhänge mit Beispielen verständlich machen.
Hinweis zu Aufgabe d)
Bei welchem pH-Wert arbeitet die Rubisco am besten — und welcher pH-Wert herrscht im Stroma im Dunkeln?