Mikrobio 08. Phototrophie
Phototrophie, Autotrophie, N-Fixierung, Kreisläufe
Phototrophie, Autotrophie, N-Fixierung, Kreisläufe
Energie eines Photons
E = hv
(Plankkonstante * Frequenz)
Frequenz ungekehrt proportional zu Wellenlänge λ
Arten der Photosynthese
- Oxygen
- Wasserspaltung
- Sauerstoff wird Oxidiert
- Vorteil: Unbegrenzt verfügbar
- PS I oder PS II
- Anoxygen
- Anderes Reduktionsäquivalent zB Schwefel
- Weniger Oxidationsenergie Nötig
- PS I und PS II
Gleichung Photosynthese
CO2 + H2A → [CH2O] + 2A + H2O
oxigen
6 CO2 + 12 H2O → C6H12O6 + 6 O2 + 6 H2O
Oxigene Photosynthese
Evolution
2.7 Milliarden Jahre
Grosse Sauerstoffkatastrophe
Dauerte Sehr lange von ersten Cyanobakterien (3 Milliarden Jahre) bis Anreicherung0 von Sauerstoff in Atmosphäre
Phototrophe Bakterien
Gruppen
- Grüne Schwfelbakterien
- Grüne Nichtschwefelbakterien
- Purpurbakterien
- Cyanobakterien
- Heliobacteria (Gram +)
Chlorophyll
Bakteriophyll
- Farbpigmente
- Absorbieren Licht bei verschiedenen Wellenlängen (zB P680)
- Aromatische Ringe mit Mg2+ in der Mitte
- Zusätzlich Akzessorische Pigmente
- Carotinoide
- Xantophylle
- Carotine
- Phycobilline
- Carotinoide
Anoxigene Photosynthese
Reduktionsäquivalente
- H2S
- Fe2+
- S0
- S2O32-
Funktionsprinzip Lichtreaktion mit nur einem Photosystem
Chinone Q können auch e- an NADH weiterleiten (reducing Power)
Fehlende e- werden dann wieder von Externen e- Donatoren Nachgelifert (H2S)
Funktionsprinzip Lichtreaktion mit zwei Photosystemen
- Z-Schema
- Linearer e- Fluss (NADH)
- Zyklischer e- Fluss (ATP)
Dunkelreaktion
- 6 Arten der CO2 Fixierung bekannt!
- Sehr verbreitete:
- Calvin Zyklus
- Benötigt Rubisco
- Ribulose-1,5-bisphosphat-carboxylase/-oxygenase
N-Fixierung
- Nur wenige Prokaryoten
- Freilebend oder Symiotisch
- Nitrogenase
- 6 H+ + 8 e- + N2 2 NH3 + H2
- Benötigt sehr viel Energie
C-Kreislauf
- Assimilation
- oxigen
- anoxigen
- Dissimilation
- aerobe Atmung
- anaerobe Atmung
- Methanogene
N-Kreislauf
- Nitrifikation
- Denitrifikation
- N-Fixierung
- Ammonifikation
- Anammox
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Energie eines Photons
E = hv
(Plankkonstante * Frequenz)
Frequenz ungekehrt proportional zu Wellenlänge λ
Arten der Photosynthese
- Oxygen
- Wasserspaltung
- Sauerstoff wird Oxidiert
- Vorteil: Unbegrenzt verfügbar
- PS I oder PS II
- Anoxygen
- Anderes Reduktionsäquivalent zB Schwefel
- Weniger Oxidationsenergie Nötig
- PS I und PS II
Gleichung Photosynthese
CO2 + H2A → [CH2O] + 2A + H2O
oxigen
6 CO2 + 12 H2O → C6H12O6 + 6 O2 + 6 H2O
Oxigene Photosynthese
Evolution
2.7 Milliarden Jahre
Grosse Sauerstoffkatastrophe
Dauerte Sehr lange von ersten Cyanobakterien (3 Milliarden Jahre) bis Anreicherung0 von Sauerstoff in Atmosphäre
Phototrophe Bakterien
Gruppen
- Grüne Schwfelbakterien
- Grüne Nichtschwefelbakterien
- Purpurbakterien
- Cyanobakterien
- Heliobacteria (Gram +)
Chlorophyll
Bakteriophyll
- Farbpigmente
- Absorbieren Licht bei verschiedenen Wellenlängen (zB P680)
- Aromatische Ringe mit Mg2+ in der Mitte
- Zusätzlich Akzessorische Pigmente
- Carotinoide
- Xantophylle
- Carotine
- Phycobilline
- Carotinoide
Anoxigene Photosynthese
Reduktionsäquivalente
- H2S
- Fe2+
- S0
- S2O32-
Funktionsprinzip Lichtreaktion mit nur einem Photosystem
Chinone Q können auch e- an NADH weiterleiten (reducing Power)
Fehlende e- werden dann wieder von Externen e- Donatoren Nachgelifert (H2S)
Funktionsprinzip Lichtreaktion mit zwei Photosystemen
- Z-Schema
- Linearer e- Fluss (NADH)
- Zyklischer e- Fluss (ATP)
Dunkelreaktion
- 6 Arten der CO2 Fixierung bekannt!
- Sehr verbreitete:
- Calvin Zyklus
- Benötigt Rubisco
- Ribulose-1,5-bisphosphat-carboxylase/-oxygenase
N-Fixierung
- Nur wenige Prokaryoten
- Freilebend oder Symiotisch
- Nitrogenase
- 6 H+ + 8 e- + N2 2 NH3 + H2
- Benötigt sehr viel Energie
C-Kreislauf
- Assimilation
- oxigen
- anoxigen
- Dissimilation
- aerobe Atmung
- anaerobe Atmung
- Methanogene
N-Kreislauf
- Nitrifikation
- Denitrifikation
- N-Fixierung
- Ammonifikation
- Anammox
