Zweiteilige Fotosynthese und Chloroplastenaufbau
Die Photosynthese ist ein zweiteiliger Prozess, der in den Chloroplasten stattfindet. Sie besteht aus der lichtabhängigen Reaktion und der lichtunabhängigen Reaktion. Die lichtabhängige Reaktion findet in den Thylakoidmembranen der Chloroplasten statt und produziert ATP und NADPH+H². Die lichtunabhängige Reaktion, die im Stroma abläuft, nutzt diese Produkte zur Glucosesynthese. Beide Reaktionen sind voneinander abhängig und bilden einen geschlossenen Kreislauf.
Highlight: Die lichtabhängige und lichtunabhängige Reaktion der Fotosynthese sind eng miteinander verknüpft und finden in verschiedenen Bereichen des Chloroplasten statt.
Der Aufbau eines Chloroplasten ist komplex und zweckmäßig. Er besitzt zwei Hüllmembranen, wobei die innere stark eingefaltet ist und die Thylakoide bildet. Diese Struktur vergrößert die Oberfläche und ermöglicht eine effiziente Lichtabsorption. Das Chlorophyll, der wichtigste Lichtfänger, ist in den Thylakoidmembranen eingebettet. Mehrere Thylakoide können zu Granastapeln zusammengefasst sein, was die Effizienz der Lichtabsorption weiter erhöht.
Vocabulary: Chloroplast Funktion - Chloroplasten sind die Orte der Photosynthese in Pflanzenzellen. Ihre Hauptfunktion ist die Umwandlung von Lichtenergie in chemische Energie.
Die lichtabhängige Reaktion ist ein komplexer Prozess, der in den Photosystemen der Thylakoidmembran abläuft. Lichtenergie wird von Photosystem I aufgenommen, wodurch ein energiereiches Elektron abgegeben wird. Dieses Elektron wird auf ein höheres Energieniveau gebracht und von einem Akzeptor aufgenommen. Die entstandene Elektronenlücke im Photosystem II wird durch ein neues Elektron gefüllt, das durch Photolyse (Wasserspaltung) gebildet wurde.
Definition: Photolyse - Der Prozess der Wasserspaltung, bei dem Wasser in Wasserstoff und Sauerstoff zerlegt wird: H₂O → H⁺ + ½O₂
Die Elektronen durchlaufen eine Elektronentransportkette, wobei sie stufenweise Energie verlieren. Diese freigesetzte Energie wird zur ATP-Produktion genutzt. Gleichzeitig wird NADP⁺ zu NADPH+H⁺ reduziert, einem wichtigen Energieträger für die nachfolgende lichtunabhängige Reaktion.
Example: Die Gesamtgleichung der Photosynthese lautet: 12 H₂O + 6 CO₂ → C₆H₁₂O₆ + 6 O₂ + 6 H₂O
