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Stichwortverzeichnis



autotrophe Assimilation











Photosynthese Chemosynthese
Umwandlung von körperfremden anorganischen Stoffen in körpereigene Stoffe, mit Hilfe :
des Sonnenlichtes
chemischer Reaktionen
(äußere Energiequellen)




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Photosynthese


  • 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


Gesamtgleichung







6CO2 + 12H2  C6H12O6 + 6O2 + 6H2O






Photosynthese Gesamtreaktion



Lichtabhängige Reaktion

Photosynthese Lichtreaktion
  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).

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Calvin Zyklus

(Lichtunabhängige Reaktion)

Calvin Zyklus


  • 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.
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Chemosynthese



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2008-03-14

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