Primärreaktion und Lichtabhängige Reaktion
Die Primärreaktion, auch als lichtabhängige Reaktion bekannt, ist der erste Schritt der Fotosynthese. In dieser Phase wird Lichtenergie in chemische Energie umgewandelt. Der Prozess beginnt im Fotosystem II, wo Licht absorbiert wird und ein energiereiches Elektron an einen Akzeptor weitergegeben wird.
Ein zentraler Vorgang in dieser Phase ist die Fotolyse, bei der Wasser durch Lichtenergie in Protonen, Elektronen und Sauerstoff gespalten wird. Die freigesetzten Elektronen füllen die Elektronenlücke im oxidierten Chlorophyllmolekül.
Definition: Fotolyse ist die Spaltung von Wassermolekülen durch Lichtenergie in der Fotosynthese, wobei Sauerstoff, Protonen und Elektronen entstehen.
Die Elektronentransportkette spielt eine wichtige Rolle in diesem Prozess. Die angeregten Elektronen fließen vom Fotosystem II zum Fotosystem I und erzeugen dabei ATP durch einen Prozess namens Photophosphorylierung.
Highlight: Die ATP-Synthase nutzt das durch die Elektronentransportkette erzeugte Ladungs- und Konzentrationsgefälle zur ATP-Bildung.
Parallel dazu wird NADP+ zu NADPH + H+ reduziert, was für die nachfolgende Dunkelreaktion Calvin−Zyklus essentiell ist.
Der Calvin-Zyklus, auch als Dunkelreaktion bekannt, findet im Stroma der Chloroplasten statt. Ziel dieses Prozesses ist die Herstellung von Glucose unter Verwendung der in der Lichtreaktion produzierten Energieträger ATP und NADPH + H+.
Example: In der ersten Phase des Calvin-Zyklus wird CO₂ durch das Enzym Rubisco an Ribulose-1,5-bisphosphat gebunden, was zur Bildung eines instabilen C6-Körpers führt, der in zwei C3-Körper 3−Phosphoglycerat zerfällt.
Der Zyklus besteht aus drei Hauptphasen: CO₂-Fixierung, Reduktion des C3-Körpers und Regeneration des CO₂-Akzeptors. Am Ende dieses Prozesses entsteht Glucose als Endprodukt der Fotosynthese.
Vocabulary: Rubisco Ribulose−1,5−bisphosphat−Carboxylase/Oxygenase ist das Schlüsselenzym des Calvin-Zyklus, das die Fixierung von CO₂ katalysiert.
Die enge Verknüpfung zwischen der lichtabhängigen Reaktion und dem Calvin-Zyklus zeigt die Komplexität und Effizienz des Fotosyntheseprozesses, der es Pflanzen ermöglicht, Sonnenenergie in für das Leben essentielle chemische Energie umzuwandeln.