Fotosynthese und Zellatmung

• Cuticula: Schutz vor Austrocknen (besteht aus Wachs und Fett)

• Epidermis: Schutz vor äußeren Einflüssen (besteht aus Chlorophyll)

• Palisadengewebe: Fotosynthese (besteht aus langen gestreckten Zellen mit Chloroplasten)

• Schwammgewebe: Fotosynthese und Gasaustausch (besteht aus unregelmäßig geformten Zelle)

• Interzellulare Hohlräume: Sammeln von CO2, H2O und O2

• Spaltöffnungen (Stomata): Regulation des Gasaustauschs (bestehen aus bohnenförmigen Zellen)

• Schließzellen: Öffnen und Schließen die Stomata durch Turgaänderungen

• Leitbündel: Transport von Wasser, Nährstoffen und Mineralsalzen

• Chloroplasten mit Chlorophyll: Absorption von Lichtstrahlen (Organellen der Fotosynthese)

Thylakoid light im Stroma des Chloroplasten

Von außen nach innen

1. Thylakoidmembran aus Lipiddoppelschicht (Proteine und Blattpigmente eingelagert)

2. Reaktionszentrum (Chlorophyll a Molekül eingelagert)

3. Fotosystem I

4. Fotosystem II

5. Lumen

• hat ein Reaktionszentrum aus Chlorophyll

• Hat einen Lichtsammelkomplex aus Blattpigmente

• Äußere Pigmentmoleküle (Antennenmoleküle): absorbieren Lichtenergie

• H2O spaltene Enzymkomplexe

• grün und gelb wird reflektiert (Blatt sieht grün oder gelb aus)

• rot und blau werden absorbiert (Fotosynthese kann stattfinden)

• aus Licht wird Glucose hergestellt

• aus anorganischen stellt sie organische her

• Summenformel: 6 CO2 + 6 H2O —> Glukose + 6 O2

• Absorption von Lichtenergie durch Photosynthesepigmente (Chlorophyll a)

• Energie auf Elektronen im Molekül übertragen (Photosystem II)

• angeregten Elektronen auf Akzeptormolekül übertragen und wandern von Molekül zu Molekül, bis sie auf NADP-Molekül treffen

• NADP+ nimmt zwei Elektornen & ein Proton auf und wird zu NADPH+H+ reduziert

• Gleichzeitig bei Elektronenübertragung Wassermoleküle gespaltet in Protonen, Elektronen und Sauerstoff (als Abfallprodukt) -> Fotolyse

• Elektronen über Elektronentransportkette von P II auf Chlorophyll a des P I übertragen

  • Freiwerdene Energie in Form von ATP gespeichert (Fotophosphorylierung)

• Elektronenübertragung erzeugt ein Protonengradient

• Protonen fließen durch Enzymkomplex (ATP-Synthase) zurück in Membran

  • Dabei wird ATP synthetisiert

• NADPH+H+ und ATP notwenig für Dunkelreaktion

• befinden sich in Fotosystemen der Thylakoidmembran

• Aufgabe: Lichtquanten einfangen und deren Energie weiterleiten

• In Lichtsammelkomplex viele Farbmoleküle und Reaktionszentrum

• Farbmoleküle Eigenschaft Photonen einzufangen

• Nehmen Energie der Lichtquanten auf und leiten diese solange weiter bis sie vom “Special pair” aufgenommen werden

• Durch diese Energie wird Elektron des “Special pair” energetisch aufgehoben und kann auf Akzeptormolekül übertragen werden

1. Fixierung des Kohlenstoffs

   • RubisCO bindet an CO2 an Ribulose-1,5-bisphosphat -> Carboxylierung

   • Durch Fixierung C6-Ring (instabil) -> 2 C3-Ringe

   • 3-Phosphoglycerat (3-PG)

2. Reduktion

   • 3-PG durch Aufnahme einer Phosphatgruppe des ATPs zu 1,3-Biphosphatglycerat (1,3 BPG)

   • 1,3 BPG dadurch aktiviert (energiereiche Verbindung)

   • Phosphatgruppe abgespalten

   • Aufnahme eines Protons und zwei Elektronen

   • 1,3 BPG zu Glycerinaldehyd-3-Phosphat (GAP) (NADPH als Energielieferant)

3. Regeneration des CO2-Rezeptors

   • ein Sechstel der GAP Moleküle zu jeweils 1 C6H12O6

   • Der Rest unter ATP Verbrauch zu Ribulose-1,5-Biphosphat