Spickzettel mit Zusammenfassung zum Thema Fotosynthese / Ökologie

Fotosynthese

• vielstufiger Vorgang, zahlreiche Teilprozesse, vereinfachte Bilanz: 6 CO2 + 6 H2O (Lichtaufnahme)->(Chlorophyll wandelt in chemische Energie um) C6H12O6 + 6 O2
• Produkte: Glucose => wird in Stärke umgewandelt ... Sauerstoff = Abfallprodukt, wird bei Zellatmung
• Verwendet => Zellatmung = Umkehrung fs-gleichung... FS findet in allen grünen Pflanzenteilen statt.
• Cuticula und Epidermis verhindern Durchtritt von Stoffen => Wasserdampf, wird durch Spaltöffnungen
• Abgelassen, dort außerdem Austausch CO2, O2, gebildet durch 2 Schließzellen, münden in das lockere Schwamm-
• gewebe, dient zusammen mit Chloroplastenreichem Palisadengewebe der FS (30-40 Chloroplasten pro Zelle
• in dem Zellplasma. Chloroplast: Doppelte Membran umgibt Stroma, flache Membransäcke => Thylakoide übereinander
• = Grana Thylakoid besteht aus Lipid-Doppelschicht, einlagerung von Proteinmoleküle, hoher Proteinanteil, enthält
• Blattpigmente, Proteine bilden mit den Pigmenten Molekülkomplexe die die lichtabhängigen FS-Vorgänge ablaufen
• lassen => Fotosysteme: hunderte Pigmentmol. (Carotinoide und Chloropl.) als Lichtsammelkomplex ein Reak. Zentrum
• (aus wenigen Chlorophyllmol.) äußere Pigmentmol. Absorbieren Licht führen es Chlorophyll zu um diese anzuregen
• (versetzung in energiereichen Zustand)

Lichtenergieaufnahme durch Fotosysteme:

• Lichtenergie wird auf Elektronen des Chlorophyllmoleküls im Reak. Zentrum
• Energiereiche Elektronen werden von Elektronenakzepter im Fotosystem übernommen, durch Licht angeregtes Chlorophyll =
• Elektronendonator (reduzierend) Elektronentransport durch Redoxsysteme: Transport von Elektronen und Protonen durch
• Enzyme, Enzyme entweder oxidierte Form oder reduzierte Form (Elektronenaufnahme, -abgabe) , ob reduzierend oder
• oxidierend hängt vom Reak. Partn. Ab. Je größer unterschied zwischen Elek.aufnahme oder abgabe verlangen desto größer
• Redoxpotenzial, Redoxsysteme nach steigender Tendenz zur Elektronenaufnahme zu Elektronentransportketten in der
• Thylakoidmembran angeordnet. Durch aktiven Transport von Protonen durch die Thylakoidmembran => ATP Prod. durch
• ATP-Synthase nutzt Ladungs- und Konzentrationsgradienten bzw. Energiegefälle innen und aussen, nur so verlassen Protonen
• das Thyllakoid.

Primärreaktion:

• Bestrahlung von Fotos. II mit Licht, Chlorophyll wird angeregt, gibt Elektron an Akzeptor ab.
• durch Wasserspaltenden Enzymkomplex erlangt Chlorophyll wieder ein Elektron (Wasser wird in Elektronen, Protonen und Sauerstoff gespalten) => Fotolyse... Sauerstoff wird freigesetzt
• Elektronen gelangen über Elektronentransportkette zu Fotosystem I
• Parallel pumpen Redoxsysteme Protonen in die Thylakoide zusammen mit Protonen der Fotolyse => Ladungs- und Konzentrationsgefälle genutzt von ATP-Synthase zur Bildung von ATP => Fotophosphorylierung
• Fotos. Übernimmt Elektronen aus Elek.trans.ket. leitet sie nach anregung durch Belichtung, an zweite Elek.trans.Ket. am Ende werden Elek.
• paarweise auf das Wasserübertragende Coenzym NADP+ übertragen => Reduktion zu NADPH

Sekundärreaktion:

• Einschleusung von CO2 Durch Enzymkomplex Rubisco wird CO2 auf den Zucker Ribulose-bisphosphat (Pentose) als CO2-Akzeptor übertragen
• Energiezufuhr Reaktionsprodukt aus 6 C-Atomen zerfällt zu 2 Molekülen Phosphoglycerinsäire (PGS) mit jeweils 3 C-Atomen, durch ATP der Lichtreaktion wird sie zu Bis-PGS aktiviert (energiereich gemacht)
• Reduktion Bis-PGS wird durch NADPH aus der Lichtreaktion zu Phosphoglycerinaldehyd (PGA) reduziert
• Ausschleusung von Glucose Neben anderen Kohlenhydraten entsteht auch Glucose als energiereiches Endprodukt der FS aus PGA. Unter ATP-Einsatz wird Ribulose-bisphosphat neu regeneriert, Zyklus schließt sich. 12 H2O + 6 CO2 -> C6H12O6 + 6 O2 + 6 H2O