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Entdecke den Zyklischen Elektronentransport und die Lichtreaktion in der Photosynthese

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Sophia Foerster

8.2.2021

Biologie

Fotosynthese

Entdecke den Zyklischen Elektronentransport und die Lichtreaktion in der Photosynthese

Die Lichtreaktion der Photosynthese umfasst komplexe Elektronentransportprozesse, die zur Produktion von ATP und NADPH führen. Der zyklische und nicht-zyklische Elektronentransport sowie die Photophosphorylierung spielen dabei eine zentrale Rolle.

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8.2.2021

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Elektronentransport in der Lichtreaktion
im Detail:
Fotolyse des Wassers: H2O2 H+ + ½ 02 +2 e-
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Photophosphorylierung und Energieniveauschema

Die Photophosphorylierung ist ein zentraler Prozess in der Lichtreaktion der Photosynthese, bei dem ATP durch den Aufbau und Ausgleich eines Protonengradienten gewonnen wird.

Definition: Die Photophosphorylierung ist der Prozess der ATP-Synthese, der durch Lichtenergie angetrieben wird.

Es gibt drei Hauptmechanismen zur Anreicherung von Protonen im Thylakoidinnenraum:

  1. Der azyklische Elektronentransport fungiert wie eine Pumpe, die Protonen aus dem Stroma in den Thylakoidinnenraum befördert.
  2. Bei der Photolyse des Wassers werden Protonen im Thylakoidinnenraum freigesetzt.
  3. NADP+ entnimmt Elektronen aus dem Stroma, was die Protonenkonzentration dort verringert und den Konzentrationsunterschied zwischen Innen- und Außenraum erhöht.

Highlight: Der Zweck dieser Prozesse ist die Gewinnung von ATP durch den Ausgleich des Protonengradienten, wobei Protonen freiwillig ins Stroma fließen.

Das Energieniveauschema der Elektronentransportkette veranschaulicht die energetischen Zustände der Elektronen während des Transports. Es zeigt, wie die Lichtenergie die Elektronen auf ein höheres Energieniveau anhebt und wie diese Energie schrittweise abgegeben wird, um ATP und NADPH zu produzieren.

Vocabulary: Das Z-Schema ist eine grafische Darstellung des Energieniveauschemas der Elektronentransportkette in der Photosynthese.

Im Schema sind sowohl der zyklische als auch der nicht-zyklische Elektronentransport dargestellt. Der zyklische Elektronentransport verläuft in einer Schleife um das Photosystem I, während der nicht-zyklische Elektronentransport von Wasser über beide Photosysteme bis zum NADP+ führt.

Example: Im Energieniveauschema sieht man, wie die Elektronen vom Wasser H2OH2O über verschiedene Redoxsysteme bis zum NADP+ transportiert werden, wobei sie schrittweise Energie abgeben.

Die unterschiedlichen pH-Werte im Stroma pH8pH 8 und im Thylakoidinnenraum pH5pH 5 verdeutlichen den aufgebauten Protonengradienten, der für die ATP-Synthese genutzt wird.

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Lena, iOS Userin

Ich liebe diese App ❤️, ich benutze sie eigentlich immer, wenn ich lerne.

 

Biologie

756

8. Feb. 2021

2 Seiten

Entdecke den Zyklischen Elektronentransport und die Lichtreaktion in der Photosynthese

S

Sophia Foerster

@sophiafoerster_cd16e3

Die Lichtreaktion der Photosynthese umfasst komplexe Elektronentransportprozesse, die zur Produktion von ATP und NADPH führen. Der zyklische und nicht-zyklische Elektronentransport sowie die Photophosphorylierung spielen dabei eine zentrale Rolle.

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Photophosphorylierung und Energieniveauschema

Die Photophosphorylierung ist ein zentraler Prozess in der Lichtreaktion der Photosynthese, bei dem ATP durch den Aufbau und Ausgleich eines Protonengradienten gewonnen wird.

Definition: Die Photophosphorylierung ist der Prozess der ATP-Synthese, der durch Lichtenergie angetrieben wird.

Es gibt drei Hauptmechanismen zur Anreicherung von Protonen im Thylakoidinnenraum:

  1. Der azyklische Elektronentransport fungiert wie eine Pumpe, die Protonen aus dem Stroma in den Thylakoidinnenraum befördert.
  2. Bei der Photolyse des Wassers werden Protonen im Thylakoidinnenraum freigesetzt.
  3. NADP+ entnimmt Elektronen aus dem Stroma, was die Protonenkonzentration dort verringert und den Konzentrationsunterschied zwischen Innen- und Außenraum erhöht.

Highlight: Der Zweck dieser Prozesse ist die Gewinnung von ATP durch den Ausgleich des Protonengradienten, wobei Protonen freiwillig ins Stroma fließen.

Das Energieniveauschema der Elektronentransportkette veranschaulicht die energetischen Zustände der Elektronen während des Transports. Es zeigt, wie die Lichtenergie die Elektronen auf ein höheres Energieniveau anhebt und wie diese Energie schrittweise abgegeben wird, um ATP und NADPH zu produzieren.

Vocabulary: Das Z-Schema ist eine grafische Darstellung des Energieniveauschemas der Elektronentransportkette in der Photosynthese.

Im Schema sind sowohl der zyklische als auch der nicht-zyklische Elektronentransport dargestellt. Der zyklische Elektronentransport verläuft in einer Schleife um das Photosystem I, während der nicht-zyklische Elektronentransport von Wasser über beide Photosysteme bis zum NADP+ führt.

Example: Im Energieniveauschema sieht man, wie die Elektronen vom Wasser H2OH2O über verschiedene Redoxsysteme bis zum NADP+ transportiert werden, wobei sie schrittweise Energie abgeben.

Die unterschiedlichen pH-Werte im Stroma pH8pH 8 und im Thylakoidinnenraum pH5pH 5 verdeutlichen den aufgebauten Protonengradienten, der für die ATP-Synthese genutzt wird.

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Elektronentransport in der Lichtreaktion

Die Lichtreaktion der Photosynthese beinhaltet verschiedene Elektronentransportprozesse, die zur Energiegewinnung und Reduktionsmittelproduktion dienen. Der nicht-zyklische linearelineare Elektronentransport und der zyklische Elektronentransport sind dabei von zentraler Bedeutung.

Definition: Die Lichtreaktion der Photosynthese umfasst die lichtabhängigen Prozesse, bei denen Lichtenergie in chemische Energie umgewandelt wird.

Der nicht-zyklische Elektronentransport beginnt mit der Photolyse des Wassers am Photosystem II. Die dabei freigesetzten Elektronen werden über eine Elektronentransportkette zum Photosystem I und schließlich auf NADP+ übertragen.

Highlight: Der Hauptzweck des nicht-zyklischen Elektronentransports ist die Herstellung von NADPH+H+ als Reduktionsäquivalent und ATP als Energieäquivalent für die Sekundärreaktion CalvinZyklusCalvin-Zyklus.

Der zyklische Elektronentransport involviert nur das Photosystem I. Hierbei werden Elektronen vom angeregten Photosystem I auf Plastochinon übertragen und über weitere Redoxsysteme zurück zum Photosystem I transportiert.

Vocabulary: Plastochinon ist ein Elektronenüberträger in der Thylakoidmembran, der am Elektronentransport beteiligt ist.

Die Bilanzgleichung der Lichtreaktion lautet: 12 H2O + 12 NADP+ + 18 ADP + 18 Pi → 6 O2 + 12 NADPH/H+ + 18 ATP

Example: Bei der Fotolyse des Wassers werden Wassermoleküle gespalten: H2O → 2 H+ + ½ O2 + 2 e-

Die Photophosphorylierung ist ein wichtiger Prozess zur ATP-Produktion. Dabei wird ein Protonengradient zwischen Stroma und Thylakoidinnenraum aufgebaut, der zur ATP-Synthese genutzt wird.

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Die App ist sehr leicht und gut gestaltet. Habe bis jetzt alles gefunden, nachdem ich gesucht habe und aus den Präsentationen echt viel lernen können! Die App werde ich auf jeden Fall für eine Klassenarbeit verwenden! Und als eigene Inspiration hilft sie natürlich auch sehr.

Stefan S

iOS user

Diese App ist wirklich echt super. Es gibt so viele Lernzettel und Hilfen, […]. Mein Problemfach ist zum Beispiel Französisch und die App hat mega viel Auswahl für Hilfe. Dank dieser App habe ich mich in Französisch verbessert. Ich würde diese jedem weiterempfehlen.

Samantha Klich

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Wow ich bin wirklich komplett baff. Habe die App nur mal so ausprobiert, weil ich es schon oft in der Werbung gesehen habe und war absolut geschockt. Diese App ist DIE HILFE, die man sich für die Schule wünscht und vor allem werden so viele Sachen angeboten, wie z.B. Ausarbeitungen und Merkblätter, welche mir persönlich SEHR weitergeholfen haben.

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Jana V

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Sudenaz Ocak

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Julia S

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Marcus B

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Sarah L

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Hatte noch nie so viel Spaß beim Lernen und der School Bot macht super Aufschriebe die man Herunterladen kann total Übersichtlich und Lehreich. Bin begeistert.

Hans T

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Greenlight Bonnie

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Marcus B

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