Für die Fotosynthese sind folgende Elemente Voraussetzung: Licht, Wasser und Kohlendioxid.
Die Fotosynthese besteht aus zwei Teilen: der lichtabhängigen Reaktion und der lichtunabhängigen Reaktion. Die lichtabhängige Reaktion läuft im Thylakoiden und die lichtunabhängige Reaktion im Stroma des Chloroplasten ab! Im Thylakoiden liegen zwei Fotosysteme vor, die in der lichtabhängigen Reaktion gekoppelt miteinander arbeiten. Das Fotosystem 1 wird auch P700 genannt und das Fotosystem 2 wird auch P 680 genannt, weil sie bei den jeweiligen Angaben der Wellenlängen des Lichtes die höchst mögliche Fotosyntheseleistung erbringen kann.
FOTOSYNTHESE --- AUS FÜHRLICHE ZUSAMMENFASSUNG!!!
Für die Fotosynthese sind folgende Elemente Voraussetzung: Licht, Wasser und Kohlendioxid.
Die Fotosynthese besteht aus zwei Teilen: der lichtabhängigen Reaktion und der lichtunabhängigen Reaktion. Die lichtabhängige Reaktion läuft im Thylakoiden und die lichtunabhängige Reaktion im Stroma des Chloroplasten ab! Im Thylakoiden liegen zwei Fotosysteme vor, die in der lichtabhängigen Reaktion gekoppelt miteinander arbeiten. Das Fotosystem 1(diese Zahlen werden in römischer Schreibweise angegeben!) wird auch P700 genannt und das Fotosystem 2 wird auch P 680 genannt, weil sie bei den jeweiligen Angaben der Wellenlängen des Lichtes die höchst mögliche Fotosyntheseleistung erbringen kann.
Das Licht bei den Wellenlängen bei 680nm wird von den Antennenpigmenten in das Reaktionszentrum vom Fotosystem 2 weitergeleitet. Die Energie des Sonnenlichtes bringt die Elektronen auf ein höheres Energieniveau, also in einen angeregten Zustand. Die angeregten Elektronen werden auf den Ak- zeptor 2 übertragen. Der Akzeptor 2 wird dabei reduziert (Elektronenaufnahme), gibt aber die Elektronen dabei gleich wieder ab (Oxidation).Die Elektronen werden über Redoxketten von Plastochinon, Cytochrom b ,Cytochrom f und Plastocyanin auf das Fotosystem 1 übertragen. Am Fotosystem 1 entsteht eine Elektronenlücke durch den Protonengradient. (Konzentrationsgefälle). Die Elektronenlücke wird durch die Wasserspaltung wieder aufgefüllt. (2 H²O + Energie reagieren zu H²O + ½ O²) Der entstandene Sauerstoff wird nach außen abgegeben.
Im Verhältnis zum Stroma ist das Thylakoidinnere sauer, weil durch die Wasserspaltung und durch die Aufnahme von H+ Ionen einen H+ Ionen-Überschuss im Thylakoidinnern entsteht!
Durch die ATP-Synthetase wird das Energieäquivalent ATP, während des
Konzentrationsausgleiches gebildet, welches nun in die lichtunabhängige Reaktion mit eingeht. Die Elektronen, die vom Fotosystem 2 zum Fotosystem 1 übertragen werden, können nur aufgenommen werden, wenn eine Elektronenlücke vorhanden ist.
Das Licht mit den Wellenlängen bei 700nm wird von den Antennenpigmenten vom Fotosystem 1 in das Reaktionszentrum 1 weitergeleitet. Die angeregten Elektronen werden auf den Akzeptor 1 und dann weiter über die Reaktionsketten Ferredoxin und Flavoprotein auf NADP+ übertragen. Das NADP+ wird aus Protonen der Fotolyse des Wassers zu NADPH + H+.
Dies ist ein Reduktionsäquivalent und geht so in der reduzierten Form in die lichtunabhängige Reaktion mit ein.
Für die lichtunabhängige Reaktion wird nun CO², das Energieäquivalent ATP und das Reduktionsäquivalent NADPH + H+ benötigt.
Im sogenannten Calvin-Zyklus werden zu 6 Ribulose1,5diphosphat 6 CO² gegeben.
Diese verbinden sich zu 6 sehr instabilen C-6 Körpern, die dann sofort in 12 C-3 Körper zerfallen. Diese heißen Glycerinsäurephosphat. Nun reduzieren 12 ATP und 12 NADPH + H+ die 12 Glycerinsäurephosphat zu 12 Glycerinaldehydphosphaten. Es entstehen 12 C-3 Körper. Aus diesen 12 C-3 Körpern werden 2 C-3 Körper zur Bildung von Fructosephosphat und anschließend zur Bildung von Glucose bzw. Stärke verwendet. Die restlichen 10 C-3 Körper werden zur Regeneration und unter Einwirkung von 6 ATP für Ribulosediphosphat verwendet. Dabei wird Energie benötigt, die das Energieäquivalent ATP liefert.
FOTOSYNTHESE—GLEICHUNGEN
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Häufig gestellte Fragen
Was sind die Voraussetzungen für die Fotosynthese?
Für die Fotosynthese sind Licht, Wasser und Kohlendioxid erforderlich.
Aus welchen Teilen besteht die Fotosynthese und wo finden diese statt?
Die Fotosynthese besteht aus zwei Teilen: der lichtabhängigen Reaktion und der lichtunabhängigen Reaktion. Die lichtabhängige Reaktion findet im Thylakoiden und die lichtunabhängige Reaktion im Stroma des Chloroplasten statt.
Welche Fotosysteme gibt es und wie werden sie bezeichnet?
In den Thylakoiden gibt es zwei Fotosysteme, die in der lichtabhängigen Reaktion zusammenarbeiten. Fotosystem 1 (PS I) wird auch P700 genannt, und Fotosystem 2 (PS II) wird auch P680 genannt.
Wie funktioniert die lichtabhängige Reaktion im Fotosystem 2?
Licht mit einer Wellenlänge von 680nm wird von Antennenpigmenten zum Reaktionszentrum von Fotosystem 2 geleitet. Die Energie des Sonnenlichts regt Elektronen an. Diese werden an einen Akzeptor 2 übertragen, der reduziert wird und die Elektronen dann über Redoxketten (Plastochinon, Cytochrom b, Cytochrom f, Plastocyanin) zu Fotosystem 1 transportiert.
Wie wird die Elektronenlücke im Fotosystem 1 geschlossen?
Die Elektronenlücke im Fotosystem 1 wird durch die Wasserspaltung (Fotolyse) aufgefüllt (2 H²O + Energie reagieren zu 4H+ + O₂). Der dabei entstehende Sauerstoff wird freigesetzt.
Warum ist das Thylakoidinnere sauer?
Das Thylakoidinnere ist im Verhältnis zum Stroma sauer, weil durch die Wasserspaltung und die Aufnahme von H+ Ionen ein H+ Ionen-Überschuss im Thylakoid entsteht.
Welche Rolle spielt die ATP-Synthase?
Die ATP-Synthase bildet während des Konzentrationsausgleichs das Energieäquivalent ATP, welches dann in die lichtunabhängige Reaktion eingeht.
Wie funktioniert die lichtabhängige Reaktion im Fotosystem 1?
Licht mit einer Wellenlänge von 700nm wird von den Antennenpigmenten von Fotosystem 1 zum Reaktionszentrum 1 geleitet. Die angeregten Elektronen werden zum Akzeptor 1 und dann über die Reaktionsketten Ferredoxin und Flavoprotein zu NADP+ übertragen. Das NADP+ wird aus Protonen der Fotolyse des Wassers zu NADPH + H+ reduziert.
Welche Rolle spielt NADPH + H+?
NADPH + H+ ist ein Reduktionsäquivalent und geht in der reduzierten Form in die lichtunabhängige Reaktion ein.
Was wird für die lichtunabhängige Reaktion (Calvin-Zyklus) benötigt?
Für die lichtunabhängige Reaktion werden CO², das Energieäquivalent ATP und das Reduktionsäquivalent NADPH + H+ benötigt.
Wie funktioniert der Calvin-Zyklus?
Im Calvin-Zyklus werden zu 6 Ribulose-1,5-bisphosphat 6 CO² hinzugegeben. Diese verbinden sich zu 6 instabilen C-6 Körpern, die in 12 C-3 Körper (Glycerinsäurephosphat) zerfallen. 12 ATP und 12 NADPH + H+ reduzieren die 12 Glycerinsäurephosphate zu 12 Glycerinaldehydphosphaten (12 C-3 Körper). 2 dieser C-3 Körper werden zur Bildung von Fructosephosphat und anschließend zur Bildung von Glucose bzw. Stärke verwendet. Die restlichen 10 C-3 Körper werden unter Einwirkung von 6 ATP zur Regeneration von Ribulose-1,5-bisphosphat verwendet.
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- Eva Hundertmark (Author), 1999, Fotosynthese - Ausführliche Zusammenfassung, Munich, GRIN Verlag, https://www.grin.com/document/96152
