Dein Fortschritt:
0 / 0 Aufgaben
1
Der Weg des markierten Kohlenstoffs
AFB I–IIIUm 1950 klärten Melvin CALVIN, Andrew BENSON und James BASSHAM auf, wie Pflanzen CO₂ in Zucker einbauen. Sie belichteten Grünalgen (Chlorella) in einem flachen Glasgefäß („Lollipop“), gaben radioaktiv markiertes ¹⁴CO₂ (als Hydrogencarbonat) hinzu und ließen die Suspension nach unterschiedlichen Zeiten in siedendes Ethanol ab. Die Zellextrakte wurden durch zweidimensionale Papierchromatografie getrennt und die markierten Stoffe mit Autoradiografie nachgewiesen (M1).
In einem zweiten Versuch wurden Algen so lange mit ¹⁴CO₂ belichtet, bis alle Zwischenprodukte gleichmäßig markiert waren. Dann wurde bei unveränderter CO₂-Versorgung das Licht ausgeschaltet (M2).
M1Anteil an der gesamten ¹⁴C-Radioaktivität in %
| Zeit mit ¹⁴CO₂ | 3-PG | Zuckerphosphate | RuBP | Saccharose | sonstige |
|---|---|---|---|---|---|
| 2 s | 85 | 5 | 0 | 0 | 10 |
| 5 s | 70 | 15 | 2 | 0 | 13 |
| 15 s | 45 | 30 | 6 | 5 | 14 |
| 30 s | 30 | 35 | 8 | 12 | 15 |
| 60 s | 20 | 30 | 8 | 22 | 20 |
M2Markierung von 3-PG und RuBP nach dem Ausschalten des Lichts
- Beschreiben Sie das Prinzip der Tracer-Methode und begründen Sie kurz die einzelnen Arbeitsschritte (Abtöten in Ethanol, Chromatografie, Autoradiografie).
- Werten Sie M1 aus und leiten Sie daraus die Reihenfolge ab, in der der Kohlenstoff die Stoffe durchläuft.
- Erklären Sie die Verläufe in M2 und skizzieren Sie in Worten, wie sich 3-PG und RuBP verhalten müssten, wenn statt des Lichts das CO₂ entzogen würde.
- Ein Schüler folgert aus M1: „RuBP ist erst nach 5 s markiert und macht nie mehr als 8 % aus. Es kann daher nicht der Stoff sein, an den das CO₂ gebunden wird.“ Beurteilen Sie diese Aussage.
Hinweise
Hinweis zu Aufgabe a)
Ein Tracer verhält sich chemisch wie das normale Atom, ist aber nachweisbar. Warum muss der Stoffwechsel schlagartig gestoppt werden?
Hinweis zu Aufgabe b)
Ein Stoff, dessen Anteil mit der Zeit sinkt, gibt seine Markierung weiter; ein Stoff, dessen Anteil steigt, empfängt sie.
Hinweis zu Aufgabe c)
Welche Schritte brauchen ATP und NADPH, welcher braucht CO₂? Ein Stoff staut sich, wenn sein Verbrauch stoppt, seine Bildung aber weiterläuft.Erklären: auf Ursachen und Gesetzmäßigkeiten zurückführen.
Hinweis zu Aufgabe d)
Der CO₂-Akzeptor wird im Zyklus aus markierten Produkten zurückgebildet. Beziehen Sie auch M2 ein.Beurteilen: ein begründetes Urteil mit Fachwissen formulieren.