Pflanzenbio, BIO131

Mannitol, Sorbitol, Volemitol

Suc

-ein nichtreduzierendes, energiereiches Dissacharid-> Glc-Fru

Gal(n)-Suc

-Pflanzen & ALgen absorbieren nur ein Teil des Sonnenlichts-> Chlorophylle, Carotinoide, Phycobiline

-ringförmiges Tetrapyrrol mit langem, hydrophoben Kohlenwasserstoffrest(Phytol)

-Unterschied: a->Methylgrp; b-> Aldehydgrp in Seitenkette am Ring

Glutamat + tRNA-> Glutamatsemialdehyd-> Aminolävulinsäure-> mit Verknüpfung von 4 Porphobilinogene-> Protoporphyrin IX(Vorstufe aller Tetrapyrrole)-> +Mg -> Protochlorophyllid

Lichtabsorpierende Moleküle absorbieren Photone: Chl + hv -> Chl(angeregt)

-Chlorophyl absorbiert im blauen & roten Bereich

-Grundzustand zurück durch Wärmeabgabe &/od. Fluoreszenz

Phycobiline(offenkettige Tetrapyrrole)-> absorbieren im grünen Bereich

Lage: Aussenfläche der Thylakoide

Pigmentmoleküle müssen LIchtenergie sammeln und an das Reaktionszentrum weiterleiten.

Im Reaktionszentrum finden die photochemischen Reaktionen in FOrm von Elektronenübertragungen statt(Energiespeicherung).

Photosastem: Einheit aus "Antennen" & Reaktionszentrum-

2 Photosysteme:

PS-I(PS700)-> bevorzugt Rotlicht >680nm; PS-II(PS680)-> Rotlicht <600nm

DIe 2 Photosysteme sind durch ein elektronenübertragendes Komplex(Cytochrom-b6f-Komplex) miteinander verkoppelt.

PSI-> Stromathylakoiden

PSII-> Grana-Lamellen

Cytochrom-b6f-Komplex-> gleichmässig in Thylakoidmembran verteilt

Elektronentransport während der Photosynthese:

Licht-> P680->leitet 2Elektronen zum primären Akzeptor(ein Pheophytinmolekül)-> Rückreduktion von P700 vom emittiertem Elektron von P680 nach daurchlaufen des Cytochrom-Komplexes; Licht-> P700-> leitet 2Elektronen zu ein weiteres Chlorophyll-> Elektronen durchlaufen ebenfalls eine Elektronentransportkette & werden schliesslich auf NADP+ übertragen.

-Elektronentransport ist vektoriel-> LUMEN zu STROMA

-vektorielles Transport vom Protonen-> STROMA zu LUMEN

-zwischen Elektronenübertragungskomplexe gibt es löslisch Carriers:

PSII-C-Komplex-> Plastochinone

PSI-C-Komplex-> Plastocyanin

nach Übertragung eines ELektrons auf Pheophytin werden 2 am PSII gebundene Plastochinone(2-Elektronen-Carrier) reduziert. Anschliessend werden 2 Protonen(auf Stromaseite) gebunden-> Hydrochinon. Hydrochinon diffundiert durch Membran & überträgt Elektronen auf Cytochrom-b6f-Komplex. Protonen werden auf Lumeseite abgegeben.

enthält kein CHlorophyll, aber 2 Hämgrp(Typ b & Typ c). Diese Grp sind mit einem Rieske Eisen-Schwefel Protein für Elektronenübertragung verantwortlich(Q-Zyklus). 1 Elektron wird von Hydrochinon über Rieske Protein&Cytochrom auf Plastocyanin übertragen. Plastocyanin reduziert P700. das 2. Elektron geht in ein zyklisches Transport ein, der weitere Protonen durch die Thylakoidmembran schleust.

kompliziert!

vereinfacht.:

Elektronenakzeptor(Chlorophyllmolekül), gefolgt von Chinon-> Eisen-Schwefel-Komplex-> lösliches Fd-> Fd-NADP-Oxidoreduktase-> NADP+

unter best. Bedingungen oder beim C4 Photosynthesetyp:

Elektronen vom löslichen Fd -> Cytochrom-b6f-Komplex anstatt Synthese von NADPH, dafür zusätzliche Energiegewinnung.

Falls ein Photosystem mehr energetisiert wird als das andere-> LHCs können zw. beide Systeme wandern

Wenn trotzdem Sauerstoffradikale(toxisch) entstehen:

-Vorbeugung bei zu viel Licht: aus Violaxanthin(Carotinoid)-> Zeaxanthin, welches Licht absorbieren kann, ohne die Energie weiterzuleiten(Quencher).

treibende Kraft: protonenmotorische Kraft

-> pH Unterschied abhängig

-Protonen von Stromaseite ins Lumen

->Stroma:alkalisch; Lumen:sauer

-pH Unterschied bis 3 Einheiten gross(Faktor 1000)

-pro gebildetem ATP - 4 Protonen

-ATP-Synthase: 1membrangebundenes Abschnitt(Protonenkanal) & 1stromaseitigen Teil(katalyse der ATP-Synthese).

2H2O + 2ADP + 2 Pi + 2NADP+ -> O2 + 2ATP + 2NADPH + 2H+

-ein C5 ist der CO2-Akzeptor

-erst Hydrolyse des instabilen C6 führt zur Bildung von 2 MolekülenPGA (Name von C3-Pflanzen)

-Reaktion wird von Rubisco katalysiert

-Rubisco: 8L-Untereinheiten & 8S-Untereinheiten (L-> aus Chloroplastengenom & S-> aus Kern kodiert); hohe CO2 Affinität, aber auch O2 Affinität

-Rubisco wird im Licht aktiviert

C5 ->Carboxylation-> 2C3 ->Reduktion-> Regeneration

-braucht ATP

-beteiligte Enzym: Phosphoglycerat-Kinase

-durch Reduktion mit Hilfe von NADPH(aus Lichtreaktion) -> GAP

-GAP-> Triosephosphat(Grundlage für Synthese von Kohlenhydrate, wie Glucose, Fructose, Saccharose, Stärke, Cellulose, Fructane & Raffinose)

aus 6 gebildete Triosephosphate (6 x C3) wird ein C3 für die Zuckersynthese gebraucht & die andere 5 für die Neubildung von 3 Ribulose-1,5-bisphosphat Moleküle.

um ein C6-Zucker zu bilden, muss der beschriebene Zyklus 2x durchlaufen werden: 6CO2 + 12 NADPH + 12H+ + 18ATP -> C6H12O6 + 12 NADP+ + 18ADP + 18Pi

Wirkungsgrad ca. 1/3

Rubisco kann neben CO2 auch O2 fixieren-> Photorespiration

-Vorfixierung von CO2-> Co2 Konz. für Rubisco erhöhen.

-Name vom C4-Molekül Malat.

-besondere Blattmorphologie: Leitbündel von Leitbündelscheide umgeben, kranzartig.

-> räumliche Trennung von Vor- & Hauptfixierung

-Schlüsselenzym PEP-> fixiert CO2 im Mesophyll-> Oxalat

-im Leitbündel wird CO2 wieder freigesetzt & kann über Rubisco fixiert werden

-Mit CO2 Fixierung durch PEP-> zusätzliche Energie, wird aber durch sehr stark verminderte Photorespiration wettgemacht.

-Pflanzen in heisse & trockene Standorte

-Bilanz: 6CO2 + 12NADPH + 12H+ + 30ATP-> C6H12O6 + 12NADP+ + 30ADP + 30Pi

auch Fixierung con CO2 durch PEP, aber zeitliche Trennung von Vor- & Hauptfixierung!

Stromata in der Nacht offen!

gibt auch fakultative CAM-Pflanzen-> normal C3-Stoffwechsel unter Stress auf CAM umstellen.

Auxin, Cytokinin, Gibberellin

Ethylen, ABBA,

-Ausgehend von Tryptophan versch. Wege + 1 Weg ausgehend von Indol-3-Glycerol Phosphat.

-Ort: Meristem, junge Blätter, sich entwickelden Früchte& Samen & Wurzelspitze

-grösster Teil des Auxins liegt in gebundener Form vor: Auxin-Aspartat, Auxin-Glucose, Auxin-Glutamat, Auxin-Inositol