Lichtreaktion der Photosynthese

Die Lichtreaktion der Photosynthese, auch als lichtabhängige Reaktion bekannt, ist ein komplexer Prozess, der in der Thylakoidmembran der Chloroplasten stattfindet. Dieser Prozess wandelt Lichtenergie in chemische Energie in Form von ATP und NADPH um.

Der Ablauf der Lichtreaktion lässt sich wie folgt zusammenfassen:

1. Fotolyse des Wassers: Wasser wird durch Lichtenergie in Sauerstoff, Protonen und Elektronen gespalten.

   Definition: Fotolyse des Wassers - Die lichtinduzierte Spaltung von Wasser in Sauerstoff, Protonen und Elektronen.

2. Anregung der Fotosysteme: Licht wird von den Fotosystemen II und I absorbiert, wodurch Elektronen auf ein höheres Energieniveau angehoben werden.

3. Elektronentransport: Die angeregten Elektronen werden über eine Elektronentransportkette vom Fotosystem II zum Fotosystem I weitergeleitet.

4. ATP-Synthese: Während des Elektronentransports wird Energie freigesetzt, die zur Synthese von ATP genutzt wird.

5. NADPH-Bildung: Am Ende der Elektronentransportkette werden die Elektronen auf NADP+ übertragen, wodurch NADPH entsteht.

Highlight: Die Lichtreaktion produziert ATP, NADPH und Sauerstoff als Nebenprodukt.

Vocabulary: Fotophosphorylierung - Die lichtabhängige ATP-Bildung durch Phosphorylierung von ADP in den Chloroplasten.

Die Lichtreaktion Gleichung kann vereinfacht wie folgt dargestellt werden:

2H₂O + 2NADP+ + 3ADP + 3Pi + Licht → 2NADPH + 2H+ + 3ATP + O₂

Absorptionsspektrum und Wirkungsspektrum der Photosynthese

Das Absorptionsspektrum zeigt, welche Wellenlängen des Lichts von Blattfarbstoffen absorbiert werden. Licht wird durch ein Prisma in Spektralfarben mit Wellenlängen von 400 nm bis 750 nm zerlegt. Blattfarbstoffe absorbieren hauptsächlich Licht im Bereich von 400 nm und 650-750 nm, während grünes Licht größtenteils reflektiert wird, was die grüne Farbe der Blätter erklärt.

Das Wirkungsspektrum der Photosynthese zeigt die Abhängigkeit der Photosyntheserate von der Wellenlänge des Lichts. Blätter besitzen ein Gemisch aus Farbstoffen, darunter Chlorophyll a und b (grün) sowie Carotinoide (orange/gelb).

Highlight: Die Photosyntheserate ist bei 450 nm und 680 nm am höchsten, was den Absorptionsmaxima von Chlorophyll a und b entspricht.

Der Vorgang der Lichtabsorption wird wie folgt beschrieben:

1. Licht besteht aus Teilchen (Lichtquanten oder Photonen).
2. Kurzwelliges blaues Licht ist energiereicher als langwelliges rotes Licht.
3. Elektronen im Chlorophyll werden durch Lichtabsorption angeregt und auf ein höheres Energieniveau gehoben.
4. Die angeregten Elektronen geben ihre Energie durch Wärme, Fluoreszenz oder Energietransfer auf andere Moleküle ab, was die Photosynthese antreibt.

Vocabulary: Absorptionsspektrum - Die Absorption der jeweiligen Farbstoffe in Abhängigkeit von den Wellenlängen des Lichts.

Vocabulary: Wirkungsspektrum - Die Effizienz der Photosynthese in Abhängigkeit von den Wellenlängen des Lichts.