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Lichtreaktion

Photosynthese leicht erklärt: Dunkelreaktion, Lichtreaktion und Chloroplasten

Name: Knowunity
Brand: Knowunity

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Photosynthese leicht erklärt: Dunkelreaktion, Lichtreaktion und Chloroplasten

Johanna

@johanna_dxpo

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Die Photosynthese ist ein lebenswichtiger biochemischer Prozess in Pflanzen und einigen Bakterien. Dabei wird Lichtenergie in chemische Energie umgewandelt, um Glucose und Sauerstoff aus Kohlenstoffdioxid und Wasser zu produzieren. Der Prozess findet in den Chloroplasten statt und besteht aus zwei Hauptphasen: der Lichtreaktion Photosynthese und der Dunkelreaktion Photosynthese. Die Lichtreaktion wandelt Sonnenlicht in chemische Energie um, während die Dunkelreaktion diese Energie nutzt, um Glucose zu synthetisieren.

5.4.2022

51578

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

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:

Anregung des Fotosystems II durch Licht
Abgabe eines Elektrons vom angeregten Chlorophyllmolekül P680 an den primären Elektronenrezeptor
Wasserspaltung (Fotolyse) und Freisetzung von Sauerstoff
Elektronentransport von Fotosystem II zu Fotosystem I
Anregung des Fotosystems I durch Licht
Elektronenabgabe vom angeregten Chlorophyllmolekül P700
Bildung von NADPH+H+ mithilfe des Enzyms NADP+-Reduktase
Aufbau eines Protonengradienten
ATP-Bildung durch ATP-Synthase (Fotophosphorylierung)

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-Zyklus) benötigt werden.

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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 (Zucker) 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:

Lichtabhängige Reaktion: Sie ist kaum temperaturabhängig und stellt chemische Energie bereit.
Lichtunabhängige Reaktion (Dunkelreaktion): 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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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:

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

Vocabulary: RuBisCO (Ribulose-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.

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Der Lichtreaktion Ablauf umfasst folgende Schritte:

Anregung des Fotosystems II durch Licht
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Highlight: Der Protonengradient, der während der Lichtreaktion aufgebaut wird, dient zur ATP-Bildung durch die ATP-Synthase.

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Fotosynthese im Überblick

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:

Lichtabhängige Reaktion: Sie ist kaum temperaturabhängig und stellt chemische Energie bereit.
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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.

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Lichtunabhängige Reaktion (Sekundärreaktion)

Der Calvin-Zyklus besteht aus drei Hauptphasen:

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

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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.