Overview
Die Vorlesung behandelt die Lichtreaktionen der Photosynthese mit Schwerpunkt auf dem energetischen Modell und PrĂĽfungsfragen zum Bio-Abitur.
Ort und Ablauf der Lichtreaktionen
- Die Lichtreaktionen finden an der Thylakoidmembran in den Chloroplasten von Pflanzenzellen statt.
- Systemebenen: Laubblatt (Organ) → Palisadengewebe (Gewebe) → Zellen mit Chloroplasten → Thylakoidmembran.
Ablauf der Lichtreaktionen (Energetisches Modell)
- Lichtsammelkomplexe absorbieren Licht und ĂĽbertragen Energie auf ChlorophyllmolekĂĽle.
- Im Photosystem II (P680) erfolgt Photolyse: Wasser wird gespalten zu Oâ‚‚, Elektronen und Protonen.
- Elektronen werden durch Licht auf ein höheres Energieniveau gehoben.
- Ăśber die Elektronentransportkette werden Elektronen weitergeleitet und geben Energie schrittweise ab.
- Protonen werden aus dem Stroma in den Thylakoidraum transportiert und es entsteht ein Protonengradient.
- ATP-Synthase nutzt den Protonengradienten zur Bildung von ATP aus ADP und Phosphat.
- Elektronen gelangen entweder zurĂĽck zu PS II (zyklisch) oder weiter zu Photosystem I (P700).
- Im Photosystem I werden Elektronen erneut angeregt und auf NADP+ ĂĽbertragen, es entsteht NADPH++.
- Es wird kein zusätzlicher Protonengradient am PS I gebildet.
Produkte und Nutzen der Lichtreaktionen
- Produkte: ATP, NADPH++ und Oâ‚‚ (Sauerstoff).
- ATP und NADPH++ werden im Calvin-Zyklus (lichtunabhängig) zur Glucose-Synthese verwendet.
- Glucose dient als Energiespeicher und Ausgangsstoff fĂĽr Stoffwechselprozesse.
- ATP kann direkt in photosynthetisch aktiven Zellen genutzt werden.
Key Terms & Definitions
- Thylakoidmembran — Membranstruktur in Chloroplasten, Ort der Lichtreaktion.
- Photolyse — Lichtinduzierte Spaltung von Wasser in O₂, Elektronen und Protonen.
- Protonengradient — Konzentrationsunterschied von Protonen zwischen Thylakoidraum und Stroma.
- ATP-Synthase — Enzymkomplex, der die Bildung von ATP aus ADP und Phosphat katalysiert.
- Photosystem II (P680) — Protein-Komplex, absorbiert Licht bei 680 nm.
- Photosystem I (P700) — Protein-Komplex, absorbiert Licht bei 700 nm.
- NADPH++ — Reduzierter Elektronenträger, Produkt der Lichtreaktion.
- Calvin-Zyklus — Lichtunabhängige Reaktion der Photosynthese zur Glucose-Synthese.
Action Items / Next Steps
- Video zum Lichtsammelkomplex in der Thylakoidmembran anschauen.
- Handbuch zum Thema herunterladen und durcharbeiten.