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Photosynthese leicht erklärt: Dunkelreaktion, Lichtreaktion und Chloroplasten

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Johanna

5.4.2022

Biologie

Fotosynthese - kompletter Überblick

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Lichtreaktion

Photosynthese leicht erklärt: Dunkelreaktion, Lichtreaktion und Chloroplasten

Die Photosynthese ist ein fundamentaler biochemischer Prozess in Pflanzen und bestimmten Bakterien, der Lichtenergie in chemische Energie umwandelt.

  • Die Lichtreaktion Photosynthese findet in den Thylakoidmembranen der Chloroplasten statt und wandelt Lichtenergie in chemische Energieträger ATP und NADPH um
  • Die Dunkelreaktion Photosynthese nutzt diese Energieträger zur Glucose-Synthese
  • Der Prozess benötigt Kohlenstoffdioxid, Wasser und Sonnenlicht als Ausgangsstoffe
  • Als Endprodukte entstehen Glucose und Sauerstoff gemäß der Photosynthese Formel: 6 CO₂ + 12 H₂O → C₆H₁₂O₆ + 6 O₂

Definition: Die Photosynthese ist der wichtigste Syntheseprozess der Natur, bei dem aus anorganischen Stoffen organische Verbindungen aufgebaut werden.

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5.4.2022

61781

Fotosynthese im Überblick Überlebenswichtige biochemische Reaktion die in Pflanzen und einigen Bakterien stattfindet Pflanzen nutzen Licht,

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Lichtabhängige Reaktion (Primärreaktion)

Die lichtabhängige Reaktion der Photosynthese, auch als Primärreaktion bekannt, wandelt Lichtenergie in chemische Energie um. Dieser Prozess findet in der Thylakoidmembran der Chloroplasten statt und involviert die Fotosysteme I und II.

Der Lichtreaktion Ablauf umfasst folgende Schritte:

  1. Anregung des Fotosystems II durch Licht
  2. Abgabe eines Elektrons vom angeregten Chlorophyllmolekül P680 an den primären Elektronenrezeptor
  3. Wasserspaltung FotolyseFotolyse und Freisetzung von Sauerstoff
  4. Elektronentransport von Fotosystem II zu Fotosystem I
  5. Anregung des Fotosystems I durch Licht
  6. Elektronenabgabe vom angeregten Chlorophyllmolekül P700
  7. Bildung von NADPH+H+ mithilfe des Enzyms NADP+-Reduktase
  8. Aufbau eines Protonengradienten
  9. ATP-Bildung durch ATP-Synthase FotophosphorylierungFotophosphorylierung

Example: Bei der Fotolyse des Wassers wird Wasser in Protonen, Elektronen und Sauerstoff gespalten: 2 H₂O → 4 H⁺ + 4 e⁻ + O₂

Highlight: Der Protonengradient, der während der Lichtreaktion aufgebaut wird, dient zur ATP-Bildung durch die ATP-Synthase.

Die lichtabhängige Reaktion produziert ATP und NADPH, die für die nachfolgende Dunkelreaktion Calvin−ZyklusCalvin-Zyklus benötigt werden.

Fotosynthese im Überblick Überlebenswichtige biochemische Reaktion die in Pflanzen und einigen Bakterien stattfindet Pflanzen nutzen Licht,

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Lichtunabhängige Reaktion (Sekundärreaktion)

Die lichtunabhängige Reaktion, auch als Sekundärreaktion oder Calvin-Zyklus bekannt, findet im Stroma der Chloroplasten statt. In diesem Prozess wird Kohlenstoffdioxid unter Verwendung von ATP und NADPH+H+ aus der Lichtreaktion in Glucose umgewandelt.

Der Calvin-Zyklus besteht aus drei Hauptphasen:

  1. Fixierungsphase: Einbau von 6 CO₂ in 6 C5-Körper Ribulose−1,5−bisphosphatRibulose-1,5-bisphosphat Bildung von instabilen C6-Körpern, die in 12 C3-Körper zerfallen
  2. Reduktionsphase Glucose−BildungsphaseGlucose-Bildungsphase: Reduktion der 12 C3-Körper unter Energieverbrauch Verwendung von NADPH/H+ als Reduktionsmittel Bildung von Glucose aus 2 C3-Körpern
  3. Regenerationsphase: Regeneration des Akzeptormoleküls Ribulose−1,5−bisphosphatRibulose-1,5-bisphosphat Mehrere Reaktionsschritte unter ATP-Verbrauch

Vocabulary: RuBisCO Ribulose−1,5−bisphosphat−Carboxylase/OxygenaseRibulose-1,5-bisphosphat-Carboxylase/Oxygenase - Schlüsselenzym im Calvin-Zyklus, das die CO₂-Fixierung katalysiert.

Highlight: Die in der lichtunabhängigen Reaktion gebildete Glucose kann entweder zu Saccharose für den Transport umgewandelt oder als Stärke im Stroma als Reservestoff eingelagert werden.

Die Dunkelreaktion Photosynthese ist stark temperaturabhängig, da sie enzymatisch gesteuert wird, im Gegensatz zur lichtabhängigen Reaktion.

Fotosynthese im Überblick Überlebenswichtige biochemische Reaktion die in Pflanzen und einigen Bakterien stattfindet Pflanzen nutzen Licht,

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Aufbau und Funktion der Chloroplasten

Der Aufbau Chloroplasten ist hochspezialisiert für die Photosynthese:

  • Doppelmembran mit eigenem Genom
  • Thylakoidmembranen mit eingelagerten Photosynthese-Pigmenten
  • Stromathylakoide Funktion zur Energiegewinnung

Vocabulary: Carotinoide - Zusätzliche Pflanzenpigmente, die das Absorptionsspektrum erweitern

Die Lichtabsorption erfolgt wellenlängenabhängig, wobei rotes und blaues Licht am effektivsten genutzt werden.

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5. Apr. 2022

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Photosynthese leicht erklärt: Dunkelreaktion, Lichtreaktion und Chloroplasten

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Johanna

@johanna_dxpo

Die Photosynthese ist ein fundamentaler biochemischer Prozess in Pflanzen und bestimmten Bakterien, der Lichtenergie in chemische Energie umwandelt.

  • Die Lichtreaktion Photosynthese findet in den Thylakoidmembranen der Chloroplasten statt und wandelt Lichtenergie in chemische Energieträger ATP und NADPH um
  • Die Dunkelreaktion... Mehr anzeigen

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Lichtabhängige Reaktion (Primärreaktion)

Die lichtabhängige Reaktion der Photosynthese, auch als Primärreaktion bekannt, wandelt Lichtenergie in chemische Energie um. Dieser Prozess findet in der Thylakoidmembran der Chloroplasten statt und involviert die Fotosysteme I und II.

Der Lichtreaktion Ablauf umfasst folgende Schritte:

  1. Anregung des Fotosystems II durch Licht
  2. Abgabe eines Elektrons vom angeregten Chlorophyllmolekül P680 an den primären Elektronenrezeptor
  3. Wasserspaltung FotolyseFotolyse und Freisetzung von Sauerstoff
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  8. Aufbau eines Protonengradienten
  9. ATP-Bildung durch ATP-Synthase FotophosphorylierungFotophosphorylierung

Example: Bei der Fotolyse des Wassers wird Wasser in Protonen, Elektronen und Sauerstoff gespalten: 2 H₂O → 4 H⁺ + 4 e⁻ + O₂

Highlight: Der Protonengradient, der während der Lichtreaktion aufgebaut wird, dient zur ATP-Bildung durch die ATP-Synthase.

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Die lichtunabhängige Reaktion, auch als Sekundärreaktion oder Calvin-Zyklus bekannt, findet im Stroma der Chloroplasten statt. In diesem Prozess wird Kohlenstoffdioxid unter Verwendung von ATP und NADPH+H+ aus der Lichtreaktion in Glucose umgewandelt.

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  1. Fixierungsphase: Einbau von 6 CO₂ in 6 C5-Körper Ribulose−1,5−bisphosphatRibulose-1,5-bisphosphat Bildung von instabilen C6-Körpern, die in 12 C3-Körper zerfallen
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Fotosynthese im Überblick

Die Photosynthese ist eine überlebenswichtige biochemische Reaktion, die in Pflanzen und einigen Bakterien stattfindet. Pflanzen nutzen Licht, Wasser und Kohlenstoffdioxid, um Glucose ZuckerZucker und Sauerstoff herzustellen.

Definition: Die Photosynthese Formel lautet: 6 CO₂ + 12 H₂O + Lichtenergie → C₆H₁₂O₆ + 6 O₂ + 6 H₂O

Die Photosynthese findet in den Chloroplasten der Pflanzenzellen statt, wobei das Chlorophyll in der Membran der Chloroplasten für die Aufnahme von Sonnenlicht zuständig ist.

Der Prozess lässt sich in zwei Hauptreaktionen unterteilen:

  1. Lichtabhängige Reaktion: Sie ist kaum temperaturabhängig und stellt chemische Energie bereit.
  2. Lichtunabhängige Reaktion DunkelreaktionDunkelreaktion: Sie ist stark temperaturabhängig und nutzt die chemische Energie aus der Lichtreaktion zur Synthese energiereicher Substanzen.

Highlight: Sauerstoff ist für die Pflanze nur ein Abfallprodukt, aber für die meisten Lebewesen lebensnotwendig. Kohlendioxid, das für uns in großen Mengen schädlich ist, wird von Pflanzen umgewandelt, wovon wir ebenfalls profitieren.

Vocabulary: Chloroplasten Funktion - Organellen in Pflanzenzellen, die für die Durchführung der Photosynthese verantwortlich sind.

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Stefan 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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