Photosynthese - Pflanzenphysiologie an der Universität Hamburg

CitySTADT: Hamburg

CountryLAND: Deutschland

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Reaktionsgleichung Photosynthese
(Stöchiometrisch)

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NADP+

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Wo finden die Licht- und Dunkelreaktionen statt?

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Photophosphorilierung

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Lichtreaktionen (Überblick)

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Lichtunabhängige Reaktionen

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Trifft ein Photon auf ein Molekül kann eine von drei Reaktionen erfolgen...

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Absorptionsspektrum

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Wirkungsspektrum

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Photosystem

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Antennenkomplexe

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Elektronentransportkette

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Photosynthese - Pflanzenphysiologie

Reaktionsgleichung Photosynthese
(Stöchiometrisch)

6 CO2 + 12 H2O –> C6H12O6 + 6O2 + 6H2O

Photosynthese - Pflanzenphysiologie

NADP+

Nicotinamid-Adenindinucleotidphosphat

Photosynthese - Pflanzenphysiologie

Wo finden die Licht- und Dunkelreaktionen statt?

– beide im Chloroplasten (bei Eukaryoten)
-> Lichtreaktion im Thylakoid
-> Dunkelreaktion im Stroma

Photosynthese - Pflanzenphysiologie

Photophosphorilierung

Elektronentransport wird an den Transport von Protonen durch die Thylakoidmembran gekoppelt wodurch ein Protonengradient über die Membran entsteht.
Protonen werden in das Lumen transportiert -> Thylakoidinnenraum wird dadurch Saurer als das Stroma
-> auch die Oxidation von Wasser im Lumen und die Reduktion von NADP+ im Stroma tragen zum Gradienten bei
– Thylakoidmembran ist undurchlässig für Protonen
-> Gradient treibt schließlich das Ausströmen der Protonen durch spezifische Kanäle, die ATP-Synthase, an, die die Bewegung der Protonen an die ATP Synthese koppelt

Photosynthese - Pflanzenphysiologie

Lichtreaktionen (Überblick)

– auch als Primärreaktionen bezeichnet
– wandeln Lichtenergie in chemische Energie um, die in Form von ATP und NADPH gespeichert wird

Photosynthese - Pflanzenphysiologie

Lichtunabhängige Reaktionen

– auch Sekundärreaktionen, Dunkelreaktionen oder Reaktionen der Kohlenstofffixierung genannt
– verwenden Lichtenergie nicht direkt
,-> nutzen das ATP und NADPH, das in den Lichtreaktionen gebildet wurde, um CO2 in Kohlenhydrate umzuwandeln

Photosynthese - Pflanzenphysiologie

Trifft ein Photon auf ein Molekül kann eine von drei Reaktionen erfolgen...

…das Photon kann am Molekül abprallen -> es wird gestreut oder reflektiert

…das Photon kann durch das Molekül hindurchtreten -> es wird transmittiert

das Photon kann im Molekül verbleiben -> es wird absorbiert

Photosynthese - Pflanzenphysiologie

Absorptionsspektrum

Messen der Lichtabsorbtion durch ein gereinigtes Pigment bei unterschiedlichen Wellenlängen und anschließendes Auftragen der Messwerte gegen die Wellenlängen -> Absorbtionsspektrum für dieses Pigment

Photosynthese - Pflanzenphysiologie

Wirkungsspektrum

Eine grafische Darstellung der biologischen Aktivität eines Organismus als Funktion der verschiedenen Wellenlängen bei denen die biologische Aktivität gemessen wurde

Photosynthese - Pflanzenphysiologie

Photosystem

Besteht aus vielen Antennenkomplexen (Lichtsammelkomplexen), die einen Teil des Multiproteinkomplexes bilden
-> das Photosystem durchspannt die Thylakoidmembran
– unterscheidung in PSII und PSI

Photosynthese - Pflanzenphysiologie

Antennenkomplexe

Pigmentmoleküle sind um ein Reaktionszentrum angeordnet
-> angeregte Energie eines absorbieren Photons kann im Komplex von einem Pigment zum nächsten weitergegeben werden
–> von Pigmenten die kürzere Wellenlängen absorbieren zu denen die längere absorbieren -> auf diese Weise gelangt die Anregungsenergie schließlich zum Reaktionszentrum, dieses wandelt die Energie des Lichts in chemische Energie um und gibt, wenn es genügend Energie absorbiert hat das angeregte Elektron an den Primären Elektronenaktzeptor (indem es diesen reduziert)
bei Pflanzen enthält das Reaktionszentrum immer ein Paar Chlorophyll a Moleküle

Photosynthese - Pflanzenphysiologie

Elektronentransportkette

Das vom Reaktionszentrum abgegebene angeregte Elektron wird über eine Reihe von Elektronenübertragungsmolekülen in der Thylakoidmembrsn transportiert
-> der finale Elektronen Akzeptor ist NADP+ das dadurch zu NADPH+H reduziert wird

– Zwei Systeme am Elektronentransport beteiligt:
– nicht-zyklischer Elektronentransport
– zyklischer Elektronentransport

Gradient

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