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Titel: CAM-Pflanzen
Kategorie: Biologie / Ökologie und Stoffwechselphysiologie

CAM-Pflanzen (CAM = Crassulacean Acid Metabolism) zählen zu den C4-Pflanzen. Bei den C4-Pflanzen ist der Fotosynthese, wie sie auch bei C3-Pflanzen stattfindet, eine weitere CO2-Fixierung vorgelagert: Nicht nur an Ribulose-1,5-bisphosphat kann CO2 angelagert werden, sondern auch Phosphoenolpyruvat (kurz PEP) kann CO2 fixieren.
Nachts erzeugt eine CAM-Pflanze aus CO2 und PEP (Brenztraubensäure) die Verbindung Äpfelsäure (Malat) und lagert sie in Vakuolen ein. Diese Säureanreicherung schlägt sich in der Veränderung des pH-Werts des Vakuoleninhalts nieder. Die Vakuole dient also als Depot.
Nachts kann zwar keine Lichtreaktion (Primärreaktion) der Fotosynthese stattfinden, doch aufgrund der geringeren Außentemperatur können die Spaltöffnungen (Stomata) geöffnet werden, ohne einen zu hohen Wasserverlust durch Verdunstung (→ Transpiration) in Kauf nehmen zu müssen. Somit kann CO2 aufgenommen und eingelagert werden; es wird quasi "haltbar" gemacht.
Tagsüber zehrt die Sekundärreaktion (Dunkelreaktion) einer CAM-Pflanze quasi von dem nächtlich eingelagerten Vorrat an Äpfelsäure, indem diese zunächst zu CO2 umgewandelt wird. Auch PEP (Brenztraubensäure) wird dabei regeneriert und die Vakuole entsäuert, was an einem steigenden pH-Wert des Vakuoleninhalts messbar ist.
Bei Hitze am Tage kann die CAM-Pflanze also ihre Stomata als Verdunstungsschutz schließen und hat dennoch CO2 zur Synthese von Glucose zur Verfügung. In der folgenden Nacht wiederholt sich der Zyklus.
Die Einlagerung und der Verbrauch von CO2 sind bei CAM-Pflanzen zeitlich voneinander getrennt, sodass sie die kühlere Nacht zur CO2-Aufnahme nutzen, tagsüber jedoch auch die Sonnenenergie verwenden kann.

Tagsüber:
  • kaum Aufnahme von CO2
  • Verbrauch von Äpfelsäure
  • Produktion von Stärke
  • Regenerierung von PEP

Nachts:
  • Starke Aufnahme von CO2
  • Produktion von Äpfelsäure
  • Verbrauch von Stärke
  • Bindung von CO2 an PEP ⇒ Malat
    ("Verbrauch" von PEP)


 
 
 
 
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