Overview
Die Vorlesung behandelt die Primär- und Sekundärreaktionen der Photosynthese mit Fokus auf deren Abläufe, Lokalisation und Bedeutung, sowie prüfungsrelevante Lehrerfragen.
Primärreaktionen der Photosynthese (Lichtabhängige Reaktionen)
- Finden an der Thylakoidmembran des Chloroplasten statt.
- Ausgangsstoffe: Wasser (H₂O) und Lichtenergie.
- Zentrale Bestandteile: Photosysteme, Elektronentransportkette (ETK), ATP-Synthase.
- In der Photolyse wird Wasser durch Licht gespalten, es entstehen Sauerstoff, Elektronen und Protonen.
- Produkte: ATP (Energiespeicher), NADPH + H⁺ (Reduktionsmittel), molekularer Sauerstoff (O₂) wird freigesetzt.
Sekundärreaktionen der Photosynthese (Lichtunabhängige Reaktionen)
- Laufen im Stroma des Chloroplasten ab.
- Wichtigster Vorgang: Calvin-Zyklus (auch „Kelvinzyklus“ genannt).
- Benötigen die Produkte der Primärreaktionen (ATP und NADPH + H⁺) sowie Kohlenstoffdioxid (CO₂).
- Ziel: Umwandlung von CO₂ in Glucose.
Phasen des Calvin-Zyklus
- CO₂-Fixierung: CO₂ wird durch das Enzym Rubisco gebunden.
- Reduktionsphase: ATP und NADPH + H⁺ werden eingesetzt, um energiereiche Zucker zu bilden.
- Regenerationsphase: ATP wird für die Regeneration des CO₂-Akzeptors benötigt.
Bedeutung und Ablauf der Energieumwandlung
- Lichtenergie wird über die Photosysteme auf Elektronen übertragen.
- Energie der Elektronentransportkette wird für Protonentransport genutzt und erzeugt einen Protonengradienten.
- ATP entsteht durch die ATP-Synthase, angetrieben vom Protonengradienten.
- NADPH + H⁺ entsteht durch Übertragung von Elektronen und Protonen auf NADP⁺.
Gasaustausch im Blatt
- CO₂-Aufnahme und O₂-Abgabe erfolgen über Spaltöffnungen (Stomata) in der unteren Epidermis.
- Schließzellen regulieren Öffnung und Schließung der Stomata.
Key Terms & Definitions
- Thylakoidmembran — Membranstruktur im Chloroplast, Ort der lichtabhängigen Reaktionen.
- Photolyse — Spaltung von Wasser durch Lichtenergie.
- Elektronentransportkette (ETK) — Kette von Proteinen zur Übertragung von Elektronen und Energiegewinnung.
- ATP-Synthase — Enzym zur Synthese von ATP aus ADP und Phosphat.
- Calvin-Zyklus — Zyklischer Stoffwechselweg zur Umwandlung von CO₂ in Traubenzucker.
- Stroma — Flüssigkeitsgefüllter Raum im Chloroplasten, Ort der lichtunabhängigen Reaktionen.
- Stomata — Spaltöffnungen für Gas- und Wasseraustausch im Blatt.
Action Items / Next Steps
- Wiederholen und lernen der Phasen des Calvin-Zyklus.
- Handbuch zu Lehrerfragen und Schülerantworten konsultieren (QR-Code nutzen, falls verfügbar).