10. Photosyntese
...
...
Kartei Details
| Karten | 21 |
|---|---|
| Lernende | 18 |
| Sprache | Deutsch |
| Kategorie | Biologie |
| Stufe | Universität |
| Erstellt / Aktualisiert | 11.03.2014 / 12.05.2018 |
| Weblink |
https://card2brain.ch/box/10_photosyntese
|
| Einbinden |
<iframe src="https://card2brain.ch/box/10_photosyntese/embed" width="780" height="150" scrolling="no" frameborder="0"></iframe>
|
Formen von Autrophie
- Chemoautotroph: oxidation von Fe2+, CH4
(ungekehrte Prozesse der Anaeroben Atmung)
- Photoautotroph
-anoxygen: Schwefelpurpurbakterien
(Haben nur Photosystem I oder Redoxpotiential des Pigments reicht nicht für Wasserspaltung
=> Nehmen die e- anderswo her zB H2S)
-oxygen: Cyanobakterien, Pflanzen
(spalten H2O)
Chloroplast Aufbau
Äussere Membran - Intermembranraum - Innere Membran - Stroma
Granum (Stapel) - Thylakoid - Thylakoidinnenraum (Chlorophyll in Thylakoidmembran)
Thylakoide entstehen durch einstülpung der Inneren Membran ⇒ chemisch: Thylakoidinnenraum = Intermembranraum
O2 Radioaktives Isotop:
6 CO2 + 6 H2O → C6H12O6 + 6O2
Woher O2 ?
Art der Chemischen Reaktion
6 CO2 + 12 H2O → C6H12O6 + 6O2 + 6 H2O
⇒
12 H2O Atome werden vollständig aufgespalten, 6 entstehen am Ende wider frisch.
Redox: (O wird Oxidiert, C wird Reduziert)
Zwei Stadien der Photosynthese
→ Lokalisierung in Zelle
→ Wichtigse Abläufe
- Lichtreaktion (in Thylakoiden)
- Spaltet H2O
- Entlässt O2
- Reduziert NADP+ zu NADPH
- Produziert ATP durch photophosphorylierung
- Calvin Zyklus (im Stroma)
- Kohlenstofffixierung
- Zuckersynthese
- Verbraucht ATP / NADPH
NADP+ / NADPH
Nicotinsäureamid-Adenin-Dinucleotid-Phosphat
Coenzym der Dehydrogenasen (Elektronenshuttle)
Am C2 Atom des Adenin nucleotids eine zusätzliche Phosphatgruppe
Photophosphorylierung
Synthese von ATP aus ADP und Pi durch chmiosmotischen Prozess
(Energie aus Licht)
Pigmente
Absorbieren Licht mit sichtbaren Wellenlängen (380 - 750 nm)
Typische Pigmente in Pflanze:
- Chlorophyll a
- Chlorophyll b
- Carotinoide
Engelmanns Experiment (1883)
Algenwachstum um Grünalgenfaden in Abhänigkeit der Lichtwellenlänge
Chlorophyll a ≠ Chlorophyll b
Chlorophyll a: Unmittelbar an Lichtreaktion beteiligt
Rest: Akzessorische Pigmente
- Anderes Absorbtionsspektrum
- Übertragen Energie auf Chlorophyll a
- Carotinoide schützen zusätzlich vor zuviel Strahlung
- Unkontrollierbare Reaktionen mit O2
- Antioxidantion
Photosystem II
(Ort, Funktion, Absorbtionsspektrum)
- In Thylakoid Membran (Chloroplast)
-Beinhaltet viele Pigmente => Absortption von Photonen und Energieübertrag auf das zentralgelegene chlorophyll a Paar P680
- Absorptionsmax bei 680 nm
P680
Chlorophyll Paar im Zentrum des Photosystems II
Kann durch Umgebung Ionisiert (oxidiert) werden zu P680+
P680+ sehr starkes Oxidationsmittel => kann H2O zu 2H+ und 1/2 O2 oxidieren
e- Transportkette in Thylakoidmembran
- e- von P680 werden von einem primary acceptor aufgenommen
- e- Transportkette mit immer grösserem Redoxpotential
- Freiwerdende Energie => Protonengradient => ATP
- Stärkstes Oxidationsmittel P700
Photosystem I
vgl. Photosystem II
- Energieübertrag auf das zentralgelegene chlorophyll a Paar P700
- Absorptionsmax bei 700 nm
- P700+ holt sich e- vom e- Transportkette und nicht von H2O
e- Weg von Photosystem I zum NADPH
- Primary acceptor
- Protein ferredoxin (Fd)
- NADP+ Reduktase
- NADPH
Zyklischer e- Fluss mit Potosystem I
- Kein Photosystem II nötig
- Keine Spaltung von Wasser
- Keine Dunkelreaktion (NADPH)
- e- Trasportkette mit Fd und Cytochrom-Komplex transportieren H+ über die Membran in den Thylakoid
- Chemiosmotische ATP produktion
Zusammenfassung Lichtreaktion
- Spaltung von H2O
- e- gehen an NADPH
- Protonengradienet an Thylakoidmembran
- Chemiosmotische ATP synthase
Calvin Zyklus
C-Fixierung mit ATP und NADPH
drei Phasen:
- C-Fixierung (Rubisco)
- Reduktion
- Regeneration des CO2 akzeptors
Rubisco
Ribulose-Bisposphat Carboxylase Oxygenas
(Kann an ein RuBP ein CO2 anhängen!)
Schlüsselenzym
Sehr anfällig auf O2 etc.
Photorespiration
C3 Pflanzen
Rubisco baut O2 anstelle von CO2 ein
=> muss abgebaut werden (Energieverschwendung: bis 50% der potenziellen BPP)
Funktion: Beschädigung durch Strahlung an Zelle verhindern
C4 Pflanzen
CO2 Partialdruck in Photosynthetisch aktiven Zellen wird (unter Energieaufwand) künstlich erhöht
→ Transport über PEP
Räumliche Trennung von CO2 aufnahme und fixierung
(Mais)
CAM Pflanzen
Crassulacean Acid Metabolism
CO2 aufnahme über Nacht und bindung in Apfelsäure
Zeitliche Trennung von CO2 aufnahme und fixierung
(Ananas)
