Energetisches Schema der Lichtabhängigen Reaktion
Das Schema zeigt den detaillierten Ablauf der lichtabhängigen Reaktion der Photosynthese. Es illustriert die komplexen Vorgänge innerhalb der Thylakoidmembran und im Stroma des Chloroplasten.
Highlight: Die lichtabhängige Reaktion findet in den Thylakoidmembranen statt und produziert ATP und NADPH für die anschließende Dunkelreaktion.
Der Prozess beginnt, wenn Licht auf die Antennenpigmente trifft. Dies führt zur Anregung von Chlorophyll-Molekülen in den Photosystemen.
Vocabulary: Antennenpigmente sind Moleküle, die Licht absorbieren und die Energie an das Reaktionszentrum des Photosystems weiterleiten.
In der Lichtabhängigen Reaktion Fotosynthese spielen zwei Photosysteme eine zentrale Rolle:
- Photosystem II (PS II), das bei 680 nm Licht absorbiert
- Photosystem I (PS I), das bei 700 nm Licht absorbiert
Definition: Photosysteme sind Proteinkomplexe in der Thylakoidmembran, die Lichtenergie einfangen und in chemische Energie umwandeln.
Das Schema zeigt auch den Elektronentransport zwischen den Photosystemen:
- Elektronen werden vom Wasser zum PS II übertragen.
- Von PS II werden sie über eine Elektronentransportkette zu PS I weitergeleitet.
- Schließlich werden die Elektronen auf NADP+ übertragen, um NADPH zu bilden.
Example: Die Elektronentransportkette funktioniert ähnlich wie eine Wassermühle, wobei die Energie der "fallenden" Elektronen genutzt wird, um Protonen in den Thylakoidinnenraum zu pumpen.
Ein wichtiger Aspekt der Lichtabhängigen Reaktion Gleichung ist die Wasserspaltung:
2 H₂O → O₂ + 4 H+ + 4 e-
Diese Reaktion liefert Elektronen für den Prozess und setzt Sauerstoff als Nebenprodukt frei.
Quote: "Chlorophyll will Elektron wieder haben ein angenängter Photolysekomplex zerlegt wasser →spaltet 2 H₂O; Produkte sind 20₂ (verlassen Pflanze) + 4 Elektronen (füllt lücke) + 4 H+"
Das energetische Modell als Z-Schema zeigt den Energieverlauf der Elektronen durch die Photosysteme. Es veranschaulicht, wie die Lichtenergie die Elektronen auf ein höheres Energieniveau hebt und wie diese Energie dann schrittweise genutzt wird.
Die ATP-Synthase nutzt den Protonengradienten zwischen Thylakoidinnenraum und Stroma zur ATP-Produktion. Dies ist ein Beispiel für die chemiosmotische Kopplung.
Highlight: Die ATP-Synthase funktioniert wie ein molekularer Motor, der durch den Protonenfluss angetrieben wird und dabei ADP in ATP umwandelt.
Das Schema zeigt auch den zyklischen Elektronenfluss, bei dem Elektronen vom Ferredoxin zurück zum Cytochrom-Komplex fließen, anstatt NADPH zu bilden. Dies ermöglicht eine zusätzliche ATP-Produktion ohne NADPH-Bildung.
Vocabulary: Zyklischer Elektronenfluss ist ein alternativer Weg in der Lichtreaktion, der zusätzliches ATP produziert, ohne NADPH zu erzeugen.
Die Lichtabhängige und lichtunabhängige Reaktion Zusammenhang wird durch die Produkte ATP und NADPH hergestellt, die in der Dunkelreaktion zur CO₂-Fixierung verwendet werden.
Zusammenfassend zeigt das Lichtabhängige Reaktion Schema die komplexe Choreographie von Lichtabsorption, Elektronentransport, Protonenpumpen und ATP-Synthese, die zusammen die Energie für die Kohlenstofffixierung in der Dunkelreaktion bereitstellen.
