Aufgabe Vorschlag A - Aufgabe 10 · Abitur Hessen Biologie LK 2021

Material 4

Stoffwechselvorgänge während der Keimung

Das in den Samenkörnern des Meersorfs und anderer Pflanzen (vgl. Kiefernsame Material 5) enthaltene Fett dient als Reservestoff für die Keimung. Aus dem Fett kann Energie freigesetzt oder es können Glucose und andere Kohlenhydrate hergestellt werden. Das Fett wird zunächst zu Acetyl-CoA abgebaut. Acetyl-CoA fließt dann in den sogenannten Glyoxylatzyklus (siehe Abbildung) ein. In Pflanzen gibt es spezielle Organellen, die Glyoxisomen, die meist nur kurzzeitig, z. B. in der Keimungsphase im Nährgewebe, aktiv sind und dann wieder abgebaut werden. In diesen Organellen läuft der Glyoxylatzyklus ab.

Ausgehend vom Glyoxylatzyklus besteht eine Verbindung zur Gluconeogenese, der unter ATP-Verbrauch stattfindenden Neubildung von Glucose aus organischen Nicht-Kohlenhydratvorstufen. Glucose ist der Ausgangsstoff für die Bildung neuer Pflanzensubstanz im heranwachsenden Keimling. Zucker können vom Nährgewebe in den Keimling transportiert werden, Fette hingegen nicht.

Material 8

Regulation der Expression des Isocitrat-Lyase-Gens durch Acetat

Der Glyoxylat-Zyklus ermöglicht es Algen, auch Acetat als Kohlenstoffquelle zur Gluconeogenese zu nutzen. Sie können Acetat in die Zellen aufnehmen, wo sie es zunächst in Acetyl-CoA umwandeln. In einem Experiment mit der Grünalge Chlorella fusca ließ man die Algen im Licht wachsen. Zu einem bestimmten Zeitpunkt gab man zur Algenkultur Acetat hinzu und bestimmte anschließend die Menge der Isocitrat-Lyase (IL).

10

Entwickeln Sie eine Modellvorstellung zur Regulation der Expression des IL-Gens, die zur Erklärung des in Material 8 dargestellten Versuchsergebnisses geeignet ist. (Material 4 und 8) [8 BE]