Aufgabe 2 - Enzyme, Stofftransport und Zellatmung · Abitur NRW Biologie GK · Tomaten-GN 2026

Thema: Enzyme, Stofftransport und Zellatmung · Aus der Prüfung GK · Tomaten-GN (2026)

Aufgabenstellung

Tomaten als Kulturpflanzen

Die Tomate ( Solanum lycopersicum) ist ein weltweit beliebtes Nahrungsmittel. Um hohe Erträge zu ermöglichen, wurden u. a. wissenschaftliche Studien zur Reifung von Tomatenpflanzen durchgeführt, bei der eine Reihe verschiedener Stoffwechselschritte ablaufen. Der exzessive Tomatenanbau hat sowohl ökologische als auch soziale Folgen.

2 Geben Sie die Stoff- und Energiebilanz der Zellatmung an.

Fassen Sie die Untersuchungsergebnisse in Abbildung 2 zusammen und erklären Sie diese (M 1).

[11 BE]

Forschende hatten sich zum Ziel gesetzt, die Reifung geernteter Tomatenfrüchte zu verlangsamen, um dadurch ihre Lagerfähigkeit zu erhöhen. Für die Reifung sind zahlreiche Enzyme verantwortlich, die durch die Wirkung des Reifehormons Ethen produziert werden, wofür die Zelle Energie bereitstellen muss. Die Forschenden verhinderten durch ein gentechnisches Verfahren die Ethen-Produktion. Die Reifung der veränderten Tomatenfrüchte wurde mit der Reifung unveränderter Tomatenfrüchte (Wildtyp) verglichen (Abb. 2). Alle Tomatenfrüchte befanden sich bei Beginn der Untersuchung in grünem Zustand.

Aufgabenstellung: Aufgabe 2 - Enzyme, Stofftransport und Zellatmung · Abitur NRW Biologie GK · Tomaten-GN 2026

Lösung

Nach den offiziellen Korrekturhinweisen

Geben Sie die Stoff- und Energiebilanz der Zellatmung an.

Lösung: C6H12O6+6 H2O+6 O2+38 ADP+38 Pi→6 CO2+12 H2O+38 ATP\mathrm{C_6H_{12}O_6} + 6\ \mathrm{H_2O} + 6\ \mathrm{O_2} + 38\ \mathrm{ADP} + 38\ \mathrm{P_i} \rightarrow 6\ \mathrm{CO_2} + 12\ \mathrm{H_2O} + 38\ \mathrm{ATP}

Fassen Sie die Untersuchungsergebnisse in Abbildung 2 zusammen

Lösung: • Bei Wildtyp-Tomaten: Anstieg der Ethen-Produktion bis Tag 6, danach Rückgang der Ethen-Produktion; Anstieg der Kohlenstoffdioxid-Freisetzung bis Tag 6, danach Rückgang der Kohlenstoffdioxid-Freisetzung. • Bei veränderten Tomatenfrüchten: im Vergleich zum Wildtyp nahezu keine Ethen-Produktion; Freisetzung von Kohlenstoffdioxid wesentlich geringer als bei Wildtyp-Tomaten.

und erklären Sie diese (M 1).

Lösung: • Gesteigerte Ethen-Produktion setzt energieaufwendige Stoffwechselprozesse in den Zellen in Gang, daher gesteigerte Zellatmung zur Energieversorgung vonnöten, die zu erhöhter Kohlenstoffdioxid-Freisetzung führt. • Bei gentechnisch veränderten Tomaten: nahezu keine Ethen-Produktion; Freisetzung von Kohlenstoffdioxid wesentlich geringer als bei Wildtyp-Tomaten, da geringerer Energiebedarf und daher geringere Zellatmungsaktivität.

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