autotrophe Assimilation

• Photosynthese
• Gesamtgleichung
• Lichtabhängige Reaktion
• Lichtunabhängige Reaktion
• Chemosynthese

• Bedingungen:
• Chloroplast (Chlorophyll) 
  
• komplizierte, organische Ringstruktur (Parphyrinring mit einem Magnesiumion als Zentralmolekül)
• dient der Umwandlung von Lichtenergie in die chemische Energie der organischen Stoffe
• Licht
• in eine bestimmten Wellenlänge (ca. 400-500 nm und 600-700 nm)
• rotes oder grünes Licht
• Wasser
• aus den Wurzeln zum Palisadengewebe transportiert
• Kohlenstoffdioxid
• durch Diffusion durch Spaltöffnungen aufgenommen
• Chlorophyll a
• Absorbtionsmaximum: blaues und rotes Licht
• Chlorophyll b
• Absorbtionsmaximum: blaues und rotes Licht
• aber enger als beim Chlorophyll a
• Carotinoide
• Absorbtionsmaximum: blaues Licht
• akzessorische Pigmente
• Schutzsammler
• übertragen aufgenommene Lichtenergie auf Chlorophyll a
  

1. Durch Absorption von Lichtenergie wird die Elektronegativität des Chlorophyllmoleküls (Reaktionszentren der Fotosysteme) erhöht, das Redoxpotenzial wird vom positiven in den negativen Bereich verschoben. Dadurch gibt das Chlorophyllmolekül des Reaktionszentrums 2 Elektronen an einen primären Akzeptor ab.
2. Das Redoxpotenzial des P680 ist nun so positiv (+ 810 mV), dass es dem Wasser Elektronen entziehen kann (Photolyse des Wassers).
3. Das vom angeregten P680 abgegebene Elektronenpaar wird über eine Elektronentransportkette [Plastochinon (Pq) - Cytochromkomplex - Plastocyanin (Pc)] zum Fotosystem I (P700) weitergeleitet.
4. Die Elektronentransportkette liefert die Energie für die ATP-Bildung (nichtzyklische Photophosphorylierung).
5.  Das angeregte P700 gibt 2 Elektronen über Ferredoxin an NADP⁺ ab, wo es zusammen mit 2 H⁺ aus 2. zu NADPH + H⁺ reagiert.
6. Bei größerem ATP - Bedarf läuft am Fotosystem I zusätzlich ein zyklischer Elektronentransport ab, der zur ATP-Bildung führt (zyklische Photophosphorylierung).

• Fixierung von Kohlenstoffdioxid
• Kohlenstoffdioxid wird an Ribulose-1,5-diphosphat gebunden. Die entstandene instabile Zwischenverbindung zerfällt sofort in 2 Moleküle Glycerinsäure-3-phosphat. Alle Pflanzen, die Glycerinsäure (Verbindung mit 3 C-Atomen im Molekül) als erstes stabiles Zwischenprodukt in der lichtunabhängigen Phase bilden, werden als C₃-Pflanzen bezeichnet.

• Reduktion
• Jedes Molekül Glycerinsäure-3-phosphat wird zu Glycerinaldehyd-3-phosphat reduziert. ATP liefert für diesen energieaufwendigen Prozess die Energie und NADPH + H⁺ die Elektronen. Aus jeweils zwei Molekülen Glycerinaldehyd-3-phosphat bildet sich unter Abspaltung der Phosphatgruppen Glucose. Daraus kann sich durch Polymerisation Stärke bilden.

• Regeneration des Ribulose-1,5-diphosphats
• Aus jeweils 5 Glycerinaldehyd-3-Phosphat Molekülen werden 3 Moleküle Ribulose-1,5-diphosphat regeneriert. Für jeweils 6 CO₂-Moleküle, die in den Zyklus eingeschleust werden, entsteht ein Glucose - Molekül. Dafür werden 18 ATP und 12 NADPH + H⁺ verbraucht.