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Fotosynthese- Primärreaktion und Calvin Zyklus
18.5.2021
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04 BEDEUTUNG-direkte oder indirekte Nahrungs- Photosystem - liefert für aerobe Organismem den notwendigen 0₂ - wichtiger Prozess im Kohlenstoffkreislauf -Herrstellung Energie ressourcen (Holz, konie, Erdol) - indirekter Einfluss auf lebensnotwendige Ozon- Schicht → Schutz vor UV-Strahlung (8) AUFBAU DER CHLOROPLASTEN 1.2 außere &innere Membran - Chloroplast- hulle (Aufnahme & Abgabe v. Substanzen) Ribosom (Translation bei Proteinbiosyn-. thesel Thylakoid (Absorption v. Licht & Licht- FOTOSYNTESE reaktion) 5 Lipidtropfen (Speicherung von Reser. -Energie- und Stoffwechsel- venstoffen) prozess Chloroplasten kommen in grünen Pflanzen & Algen vor. -Synthese des grünen Farbstoffs Chlorophyll, der das Sonnenlicht absorbiert und zum Reaktions- zentrum d. Pflanze weiterleitet →Fotosynthese findet an Thylakoidmembran der Granvia statt. Matrix (plasmaahnliche Grundsvibs--organ. Stoffe aufgebaut tanz, Ort der Sekundarreaktion der Fotosynthese) durch Zufuhr Lichtenergie • autotrophe Assimilation ernährt sich selbst Stärkekorn (speicherung) & Granum (Stapel) (Primarreaktion) 9 DNA (Erbsvbstanz) > energiearm zu energiereich 6CO₂+12H₂0-C6H12O6 +60₂ + 6H₂0 Lichtsammel komplex + Reaktions- zentrum -primarer Energie= übertragung *Special pairn Photon PHOTOSYSTEM -viele Hundert Pigmentmolekule bin- EINE LICHT- den an Transmembranproteinen und SAMMELTALLEE bilden Lichtsammelkomplex - Pigmentmolekule wirken als Antennen- pigmenten →Lichtenergie auf spezielles Chlorophyllpaar (primarer Donor) übertragen re abhängig von: Temperatur: FS-Leistung steigt bei T.-Erho- hung auf 2-3-fache bis Optimum, dann Denaturierung d. Enzyme, @schließen sich wg. zu hone T., vermindering CO₂-Aufnahme CO₂ Steigerung der FSL bis zu 0,1%, dann Sättigung Photosystem Elektronen- akzeptor →freiwerdende Elektronen auf Elektro- nenakzeptor im Reaktionszentrum übertragen dort weiterleitung der Elektronen -Pigment- molekule LICHT: Steigerung bis Lichtsättigung, Licht - kompensationspunkt: Gleichgewicht co₂-Auf- & Abgabe →von möglich → Photosystem I und II (mit Wasserspal- tungskomplex) PADZWAGER Strahlung kann ein Molekolen zustand versetzen. Sie werden da- hanregen an. sie in höheren Energie- durch reaktionsfreudiger und kön- nen chem. Arbeit leisten PS I&II) sorgen für einen...
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Alternativer Bildtext:
Einstrom v. •Die Elektronentransportkette (nach Protonen in den Thylakoidinnen- raum. über die ATP-Synthase wer- den i den Protonen ausstrom 18 ATP hergestellt. 1 durch PRIMA-/LICHTREAKTION CALVIN-ZYKLUS (nach Mervin Calvin) • ATP und das Reductionsãquivalent NADPH + H+ aus -Sonnenlicht trifft Photosystem II (Chlorophyll P680) - Elektronen werden angeregt und auf ein höheres Primärreaktion benötigt Energieniveau gebracht -Übertragung auf Elektronen-Transportkette -Fotolyse von Wasser (H₂0→2H+ +1¹/20₂ +2e=1 -e- wandern zum Chlorophyll & füllen Elektro- t -0-Atom durchdringt Thylakoidmembran (RP) -H+ wandern zur ATP-synthase, wo ADP mitP ZU ATP wird 12H₂0 +12 NADP+ + 24H+ +18ADP+18P → *für den Calvin Zyklus! 60₂ +12(NADPH+H*) + 18ATP nenlücke auf -Elektronen durchlaufen e-Transportkette, welche aus Redoxsystemen besteht →Elektronenfluss →→Energie freigesetzt → Wärmeabgabe für ATP-Synthase •Zyklus 6x durchlaufen für ein Glucosemolekul • Produkte der Lichtreaktion benötigt • keine Lichtabsorption notwendig -e-wandern in der e--Transportkette auf NADP+ + • Reduktion v. 3-Phosphoglycerat zu Glycerinaldehyd- - gleicher Durchgang bei PSI (Chlorophyll P700) Ht, sodass NADPH +H+ entsteht * 3-phosphat (Triose = Zuckermolekül mit 3 C-Atomen) •zwei Molekule davon für Glucose -Transmembranprotein mit Reaktionszentrum und Antennenpigmenten PS1 -Wellenlänge 700nm -kein Wasserspaltungs- • Die Umwandlung von CO₂ in C6H1206 ist insge - Samt eine Reduktion VERGLEICH PHOTOSYSTEM I UND PHOTOSYSTEM II Kurzfassung 600 + 1800+ 18400 + APP + 12A) Vorkommen beide Thylakoidmembran des Chloro-600₂ + 6 Ribulose-1,5-biphosphat C6H1206+ 18ADP+18P NADP+*+24H* plasten Carboxylase (Rubisco) komplex FIXIERUNG KOHLENSTOFFDIOXIDS •mithilfe Ribulose-1,5-biphosphat-carboxylase wird CO2 án Ribviose-15 bi phosphat angeingert • dadurch instabiles C6-Molekül wird mit wasser zu zwei Molekülen 3-Phosphoglycerat REDUKTION. PS2 -Wellenlänge 680nm - Wasserspaltungskomplex zur Fotolyse d. wassers REGENERATION VON RIBOLOSE-1, 5-PHOSPHAT •insgesamt 12 Molekule Glycerinaldehyd-3-phosphat ·10 davon für 6 Akzeptormolekule NATP-Verbrauch (RUBP) 6 Ribviose-1,5-phosphat PP+P ATP 6 Ribulose-5-phosphat 12 Phosphoglycerat CAP +PNAPH+ (NADPH + H+ 12 Glycerinaldenyd-3-phosphat restlichen zehn 2 davon werden für Glucose (206) (sptr. Stärke, Zellulose,...)