Das haben wir vor... Das haben wir vor
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Das haben wir vor... • Der organische Kohlendioxidkreislauf Das haben wir vor... 1. 2. 3. Photosynthese Atmung Abbau/Verwesung • Der anorganische Kohlendioxidkreislauf 1. 2. Boden Wasser • Experimente 1. 2. 3. 4. 5. Kohlendioxid schwerer als Luft? Diffusion Kohlensäure CO2 in Calcium- Carbonat u. Hydrogencarbonat Das Carbonat/Hydrogencarbonat Gleichgewicht Diskussion zum Thema Kohlendioxid 1. 2. 3. Klimaerwärmung Meere aus Sodawasser Kohlendioxid als Superdünger Der organische Kohlendioxidstoffwechsel (der belebten Natur) org. CO² Kreislauf Photosynthese Atmung Abbau CO2 – Kreislauf an Land LICHT+WASSER+KOHLENDIOXID Photosynthese KOHLENHYDRAT+SAUERSTOFF H2O + CO2 6 CO2 + 12 H2O Energie Cn(H2O)n + O2 C6H12O6 + 6 O2 + 6 H2O Wie kommt das CO2 in die Pflanze Blatt Wasser Dampf CO2 Blattunterseite (meistens) Chloroplast Spaltöffnungen Chloroplast Chloroplast Calvin Zyklus Aus 3 Molekülen CO2 wird 1 Molekül C3-Zucker gewonnen. Aus diesen C3 Zuckern wird dann ohne großem Aufwand z.B. Glukose aufgebaut. Der Schlüssel dazu ist das Enzym RubisCO. Es fixiert das CO2 an den Akzeptor (C5). RubisCO Das häufigste Enzym der Welt Ribulose 1,5 bisphosphat Carboxylase Oxygenase a d T Spezialisten Das Problem geschickt gelöst Sogenannte C4-Pflanzen nutzen einfach ein anderes Enzym um das Kohlendioxid vorzufixiren! Die PEP-CARBOXYLASE C 4 & C Räumliche Trennung durch verschiedenartige Chloroplasten Auf diese Weise wird PhotoRespiration verhindert! volle Ausbeute des hocheffizienten Calvinzyklus. C4 CAM-Pflanzen schützen sich durch zeitliche Trennung vor Austrocknung. (Crassulacean Acid Metabolism) CAM Der organische Kohlendioxidstoffwechsel (der belebten Natur) org CO²Kreisl. Atmung Atmung Atmung Atmung Bei der Atmung wird die in Kohlenhydraten gespeicherte Energie unter Kohlendioxidabgabe für die ATP-Produktion nutzbar gemacht. Dies geschieht in den Mitochondrien. Dabei wird Sauerstoff verbraucht. CO2 2 CO2 O2 Citrat Zyklus Das erste CO2-Molekül wird frei wenn aus dem C3 Pyruvat unter Reaktion mit dem CoenzymA das Acetyl-CoenzymA entsteht. das geschieht bereits während das Pyruvat ins Mitochondrion eintritt. Das Acetyl-CoA (C2) tritt nun unter Reaktion mit dem C4-Molekül Oxalacetat in den Citratcyclus ein. Dabei wird der Coenzym-Anteil unter Bildung von Citrat (C6) wieder abgegeben. Citrat durchläuft nun in Folge mehrere Reaktionen und gibt dabei insgesamt weitere 2 Moleküle CO2 ab. Bei den Reaktionen danach wird dann die Energie gewonnen. Der organische Kohlendioxidstoffwechsel (der belebten Natur) org CO²Kreisl.Abbau Abbau Abbau Unter Abbau versteht man die Zerlegung von organischen Stoffen in ihre Bestandteile. In unserem Fall: Kohlenhydrate zu CO2 bzw. C und H2O. Diese Aufgabe wird Großteils von Bakterien und Pilzen erledigt. s.g. Reduzenten und Destruenten. Die Gärung ist eine typische Form des Kohlenhydratabbaus. Sie findet unter anaeroben Bedingungen statt. AEROB ANAEROB Gärung Die Gärung stellt eine Alternative zur Atmung dar, bei der unter anaeroben Bedingungen Kohlenhydrate abgebaut werden. Sie findet an die Glykolyse angehängt statt. a) Bei der alkoholische Gärung wird Pyruvat unter CO2-Abgabe über Acetaldehyd zu Ethanol. b) Bei der Milchsäuregärung wird Pyruvat zu Lactat abgebaut. Ohne CO2-Abgabe CO2 im Boden Boden • Wurzelrespiration und Keimung • Verrotten von Pflanzen und anderen org. Stoffen; Gärung • Calzium- und Magnesiumcarbonat; Wasserhärte, Pufferwirkung • Verkarstung – Höhlenbildung, Carbonattransport • CO2 ist schwerer als Luft und sammelt sich daher in Bodennähe CO2 im Meer In Abhängigkeit von der Wassertemperatur löst sich CO2 im Meerwasser. Je kälter das Wasser, umso mehr. Dabei sinkt der PH wert ab (Kohlensäure). Da sich im Meerwasser auch Kalk (Carbonationen) befindet kommt es zu folgenden Gleichgewichten: CO2-“Pumpen“ im Meer •Die physikalische Kohlenstoff-Pumpe •Die biologische Kohlenstoff-Pumpe •Die Kalk-Gegenpumpe CO2 Kreislauf im Meer CO2-Kreislauf CO2-Diffusion CO2 ist schwerer als Luft Carbonat Hydrogencarbonat
