Wissenstest2, Stoffwechsel und Energieumsatz

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Lernhelfer (Duden Learnattack GmbH): "Wissenstest2, Stoffwechsel und Energieumsatz." In: Lernhelfer (Duden Learnattack GmbH). URL: http://www.lernhelfer.de/index.php/schuelerlexikon/biologie-abitur/artikel/wissenstest2-stoffwechsel-und-energieumsatz (Abgerufen: 24. May 2025, 16:12 UTC)

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Obstbau in Neuseeland – Beispiel für Globalisierung

Die Globalisierung der Weltwirtschaft hat auch im Bereich der Agrarproduktion zu neuen Rahmenbedingungen geführt. In Neuseeland wurde im Zeitraum von nur zehn Jahren die Landwirtschaft liberalisiert und unmittelbar dem freien Wettbewerb auf dem Weltmarkt zugänglich gemacht. Während beispielsweise in der EU staatliche Subventionen an die Erzeuger gezahlt werden, kommt die Landwirtschaft in Neuseeland seit 1984 völlig ohne staatlichen Einfluss und finanzielle Zuwendungen aus.
Am Beispiel des Obstbaues wird aufgezeigt, wie es den Landwirten gelungen ist, unter globalen Konkurrenzbedingungen ihre Existenz zu sichern. Unter anderem konzentrierten sich die Farmer Neuseelands auf den Anbau von Spezialkulturen, vor allem auf die Kiwifrucht. Besonders in den Industrieländern war die Nachfrage nach dieser gesunden exotischen Frucht sprunghaft angestiegen. Außerdem haben die neuseeländischen Landwirte rasch auf veränderte Nachfragebedingungen und den gestiegenen Bedarf nach ökologisch wertvollen Produkten reagiert. Inzwischen werden etwa 85 % der Agrarerzeugnisse des Landes in viele Länder der Welt exportiert. Damit hat sich die Landwirtschaft zu einem bedeutenden Wirtschaftsfaktor Neuseelands entwickelt.

Fotophosphorylierung

Fotophosphorylierung beschreibt die Bildung von Adenosintriphosphat (ATP) durch die Anlagerung einer Phosphatgruppe an Adenosindiphosphat (ADP) unter dem Einfluss von Lichtenergie. Der ablaufende Mechanismus der ATP-Bildung im Chloroplast und die ATP-Bildung im Mitochondrium während der Endoxidation bei der Zellatmung sind grundlegend gleich und werden als Chemiosmose bezeichnet. Es entsteht im Laufe der Lichtreaktionen ein Konzentrationsunterschied an Protonen zwischen Thylakoidinnenraum und Stroma, in dessen Endergebnis durch den angestrebten Konzentrationsausgleich enzymatisch ATP gebildet wird. Je nach Weg der Elektronen bei den lichtabhängigen Reaktionen unterscheidet man zwischen nichtzyklischer und zyklischer Fotophosphorylierung.

Fotosynthesepigmente

Fotosynthesepigmente sind Pigmente, die Licht absorbieren und mithilfe der Lichtenergie von einem energiearmen Grundzustand in einen energiereichen, angeregten Zustand übergehen. Beim Zurücksprung in den Grundzustand - der angeregte Zustand ist zwar energievoll aber instabil - wird die Energie in Form von Photonen an ein bestimmtes Chlorophyll-a-Molekül, ebenfalls ein Fotosynthesepigment, abgegeben, dass sich in einem Reaktionszentrum befindet. Mithilfe dieser Energie findet dann die erste lichtbetriebene, chemische Reaktion statt, eine Redoxreaktion.Diejenigen Pigmente, die das Licht absorbieren und dessen Energie bis zu den Pigmenten im Reaktionszentrum weiterleiten, heißen Antennenpigmente. Antennenpigmente sind verschiedene Chlorophyll-Protein-Komplexe, Carotinoide und Phycobiline. Jedes fotosynthetische Reaktionszentrumschlorophyll ist von etwa 300 verschiedenen, lichtsammelnden Antennenpigmenten umgeben.
Die gesamte Struktur, Antennenpigmente und Reaktionszentrum, wird Fotosystem genannt.

Der deutsche Botaniker THEODOR WILHELM ENGELMANN (1843 – 1909) konnte 1883 mit seinen Versuchen mit einer fadenförmigen Alge die Fotosyntheseaktivität in den verschiedenen Bereichen des sichtbaren Lichtes nachweisen. Diese entspricht im Wesentlichen den Absorptionsmaxima der Fotosynthesepigmente bzw. dem Zusammenwirken der Farbstoffe im Fotosystem. Chlorophylle stellen die Hauptpigmente in allen fotoautotrophen Organismen dar. Carotinoide und Chlorophylle sind vorwiegend als Antennenpigmente zur optimalen Lichtabsorption im Rahmen des Antennenkomplexes im Fotosystem vertreten.

Kohlenhydrate

Kohlenhydrate gehören zu den Naturstoffen und sind organische Moleküle, die Kohlenstoff, Wasserstoff und Sauerstoff enthalten. Wasserstoff und Sauerstoff sind meist in Form von Hydroxy-Gruppen (OH-Gruppen) an die Kohlenstoffatome gebunden, sodass man die Kohlenhydrate auch als Polyalkohole betrachten kann. Sie verfügen jedoch oft über weitere funktionelle Gruppen, die die Eigenschaften der Kohlenhydrate maßgeblich mitbestimmen.
Die Klasse der Kohlenhydrate stellt die Energiequelle des Lebens dar, weil durch ihren Abbau – unabhängig von Mensch, Tier oder Pflanze – Energie freigesetzt wird. Damit werden entweder Lebensvorgänge aufrechterhalten oder lebensnotwendige Substanzen innerhalb des Körpers gebildet. Eine zentrale Rolle spielt dabei die Glucose (Traubenzucker), die u. a. bei der Fotosynthese durch $C O_{2}$ -Assimilation entsteht.

Richard Willstätter

* 13. 08. 1872 in Karlsruhe
† 03. 08. 1942 in Muralto bei Locarno (Schweiz)

Richard Willstätter war ein deutscher Chemiker, lehrte als Professor in München und war ab 1912 Direktor des Kaiser-Wilhelm-Instituts für Chemie in Berlin. 1939 emigrierte er in die Schweiz.
Willstätter untersuchte die Struktur von Pflanzenfarbstoffen und Alkaloiden. Auch den Aufbau des Kokains erforschte er. 1915 erhielt er den Nobelpreis für Chemie.

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