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Fotosynthese

Im folgenden findet sich ein Schnellabriss der Primärreaktion und eine Übersicht der Fotosynthese. 

Aufbau eines Chloroplasten

 Querschnittsskizze eines Chloroplasten

Lichtanregung

Bei der Absorption von Licht nehmen Elektronen der Farbstoffmoleküle die Energie auf. Ein Elektron kann nur die Energiemenge aufnehmen, die ziemlich genau dem Unterschied zwischen Grundzu stand und Anregungszustand entspricht. 

Skizze zur Anregung von Licht unterschiedlicher Wellenlängen

 

Lichtabhängige Reaktionen = Primärreaktion

a) Energieschema der nichtzyklischen lichtabhängigen Reaktionen („Z-Schema“)

Diagramm: Z-Schema der Lichtreaktion (Energiegehalt schematisch dargestellt) 

  1. Absorption von Lichtenergie am Chlorophyll-Paar a II (P680) → Anregung → 2 Elektronen werden abgespalten → Übertragen auf den danebenliegenden Elektronenakzeptor (der wird reduziert). 
  2. Redoxsystem: Elektronenweitergabe entsprechend der Elektronentransportkette: Chlorophyll a II (P680) → Elektronenakzeptor → weitere Proteine → Chlorophyll a I (P700)
  3. Weitere Anregung des Chloropyhll a I (P700)2 Elektronen werden abgespalten → Elektronen-Akzeptor → NADP+-Reduktase → Übertragung der Elektronen auf ein Enzym: NADP+ (wird zu NADPH + H+)



Problem: Woher kommen die Elektronen für Chlorophyll a II?

Fotolyse: Enzym (enthält Mangan-Ionen) entzieht dem Wassermolekül Elektronen

 2 H2O → O2 + 4 H+ + 4 e-

Letztlich fließen bei der nichtzyklischen Lichtreaktion permanent Elektronen von Wassermolekülen zum NADPH + H+

 

b) modellhafte Wiedergabe der lichtabhängigen Reaktion im Chloroplasten – Mechanismus der ATP-Gewinnung. 

Modellhafte Wiedergabe wie ein Protonengradienten aufgebaut wird, um ATP zu erzeugen 


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