Fotosynthese

-> Prozess in dem Pflanzen mit Hilfe von Lichtenergie, CO2 , und Wasser in Zucker und O2 umwandeln

-> wichtiger Prozess in der Nahrungskette, da es den unteren Verbraucher ermöglicht organische Verbindungen aufzubauen indem sie Pflanzen fressen, die Zucker durch Fotosynthese produzieren

-> Regulierung des CO2 – Gehalts

-> wichtiger Faktor in der globalen ökologischen Balance

-> Regulierung des Klimas, da sie dazu beiträgt dass der CO in der Biosphäre zirkuliert

Lichtaufnahme von den Blättern

420 nm bis 490 nm

650 nm bis 750 nm

-> durch die Reflexion

-> durch das Chloroplast (Chlorophyll) in den Zellen

-> Bereich der Wellenlänge zwischen 490 nm bis 620 nm (grünes Licht)

-> Sonnenlicht wird von den Blättern kaum absorbiert

-> Sonnenlicht wird reflektiert

Chloroplast (Chlorophyll)

-> Granalamellen

-> Beherbergung von Thylakoidauslappungen

-> Lichtreaktion der Fotosynthese

-> Chloroplasten replizieren sich unabhängig vom Zellzyklus der übrigen Zelle

-> Speicherort

-> Abbau und Aufbau von Substanzen

-> Transport von Molekülen in der Lichtreaktion der Fotosynthese

-> Produktion von Proteinen und Enzymen

-> Beherbergung einer Enzyme, die ATP in andere Stoffe umwandeln

-> Ist durchlässig für Moleküle und beherbergt Proteine

-> Vorratsspeicher

-> Schutzfunktion

1. Elektonen Akzeptor

2. Lichtsammelkomplex

3. Pigment

4. Reaktionszentrum mit 2 e- Donator

5. Plastochinon

6. Cytochromkomplex

7. Plastocyanin

8. Ferredoxin

9. Thylakoidmembran

10. Thylakoid interior

11. Stroma

12. ATP synthase

13. NADP+ reductase

→ Fotosystem II

1. Licht trifft auf Lichtsammelkomplex

2. Pigmente werden durch ein Photon (680 nm) energetisch angeregt und leiten den Energiereiz in Reaktionszentrum

3. Im Reaktionszentrum sind 2 e- Donatoren, geben durch Reiz e- ab

4. e- Donator gibt die 2 e- (aus der Spaltung (Oxidation) von Wasser in einen Manganzentrum) an den e- Akzeptor ab

5. e- Akzeptor gibt e- weiter an Plastochinon

6. Plastochinon gibt e- weiter auf den Cytochromkomplex (Energie geht für ATP Bildung ab + H+ (kommt von Stroma) wird in den Thylacoidinnenraum abgegeben)

7. Cytochromkomplex gibt e- weiter auf das Plastocyanin

→ Fotosystem I

1. e- werden an Fotosystem I abgegeben)

2. Licht (700 nm) trifft auf Lichtsammelkomplex (höheres Energieniveau erreicht)

3. Pigmente werden durch ein Photon (680 nm) energetisch angeregt und leiten den Energiereiz in Reaktionszentrum

4. e- Donator gibt dadurch e- an einen e- Akzeptor ab

5. e- wird an Ferredoxin abgegeben

6. Ferredoxin gibt e- an das Enzym NADP+ Reduktase ab (Herstellung von Speichermolekül NADPH durch NADP+ & H+ & 2 e-)

7. H+ (die in Thylacoidinnenraum sind) werden durch das Enzym ATP Synthese ins Stroma abgegeben [Entstehung ATP (ATP + NADP+ Verwendung Calvin-Zyklus)]

1. CO2

2. Phase 1: Fixierung des Kohlenstoffes

3. Rubisco (Enzym)

4. 3-Phosphoglycerat

5. 1,3-Bisphosphoglycerat

6. Glycerinaldehyd-3-phosphat

7. Phase 2: Reduktion

8. G3P (Zucker)

9. Glucose und andere organische Verbindungen

10. G3P (Zucker)

11. Phase 3: Regeneration des CO2-Akzeptors (RuBP)

12. Ribulose-1,5-bisphosphat (Zuckermolekül)

-> Phase 1 Kohlenstoff-Fixierung

1. Calvin-Zyklus nimmt Kohlenstoff Moleküle auf

2. Lagert es an Ribulose-1,5 bisphoshat (RuBP) = Zucker mit 5 Kohlenstoffatomen

3. Rubisco (Enzym, RuBP- Carboxylase) katalysiert diesen ersten Schritt

   = häufiges Protein in Chloroplast

4. Produkt der Reaktion = 1 Moleküle mit 6 Kohlenstoffatomen

   - Ist instabil ► zerfällt sofort zu 2 Molekülen des 3- Phosphoglycerrats

-> Phase 2 Reduktion

1. An jeden 3-Phosphoglycerrat Molekül wird 1 weitere Phosphatgruppe angehängt

2. 1 Enzym überträgt Phosphat vom ATP

   - Produkt 1,3-Bisphosphoglycerat

3. NADPH (beigesteuertes Elektronenpaar) reduziert

4. 1,3-Bisphosphoglycerat zu G3P

   - G3P = Zucker (gleiche Verbindung in Glycolyse bei Spaltung der Glucose)

5. Auf 3 CO3 Molekülen kommen 6 G3P Moleküle = Zuckermoleküle

   - Nur eines dieser Zuckermolekülen mit jeweils 3 Kohlenstoffatomen kann als Zugewinn an Kohlenhydrat betrachtet werden

6. Am Anfang des Zyklus

   ► 15 Kohlenstoffatome (Form von dreier Moleküle der Pentose RuBP)

7. Am Ende des Zyklus

   ►18 Kohlenstoffatome (Form von 6 Molekülen der Triose G3P)

8. 1 Kohlenstoffatom (von den 6 Molekülen des Triose G3P) verlässt Zyklus & kann von Pflanzenzellen anderweitig verwendet werden

9. 5 Kohlenstoffatom (von den 6 Molekülen des Triose G3P) dienen zur Regeneration der 3 RuBP Moleküle

-> Phase 3 Regeneration des CO2 Akzeptors (RuBP)

1. Kohlenstoffgerüste der 5 G3P-Moleküle werden in Reaktionsfolge umgeordnet

   ► 3 Moleküle RuBP

   ► verbraucht 3 ATP-Moleküle

2. RuBP kann wieder CO2 aufnehmen

   ► Zyklus läuft ein weiteres Mal ab

3. Um insgesamt 1 Molekül G3P zu erneuert, verbraucht Zyklus

   ► 9 ATP Moleküle

   ► 6 NADPH Moleküle

4. ATP & NADPH werden in Lichtreaktion regeneriert

5. Lichtreaktion und Calvin-Zyklus können nicht für sich alleine Zucker aus CO2 herstellen

ist die stufenweisen Abbau von Stoffen unter Energiefreisetzung

1. Glucose

2. Oxidative Deccarboxylierung

3. Atmungskette

1. Energieinvestitionsphase

2. Energiegewinnungsphase

→ Edukte: - 4 ATP

→ Investition: - 2 ATP (Glucose)

→ Bilanz: 4 ATP – 2 ATP = 2 ATP

→ Gewinn: - 2 ATP und 2 NADH

→ Edukte: 1 Co2

→ Produkte: 1 NADH (aus dem Pyruvat, welches zu Acetyl-CoA wird)

1. bis 4. Enzymkomplex

2. Oxidative Phosphorylierung