Q2 - Fotosynthese

sind Pflanzen, die an mäßig feuchten Standorten wachsen:

- relativ große, weiche Blätter ohne starke Behaarung
- Spaltöffnungen an der Blattunterseite
- Tiefes Wurzelsystem
- Blätter werden bei anhaltendem Wassermagnel oder im Winter abgeworfen
- Massive Rinde zum Schutz vor Wasserverlust

Fotosynthesepigmente: ​
- Chlorophyll a: blaues + rotes Licht ​
- Chlorophyll b: blaues + orange- rotes Licht ​
- Carotinoide: blaues + violettes Licht

- Start bei 400nm bei y=0,5
- x=430nm bei y=1
- grünlücke von x480 - 600 dann so ein hügel
- berg zwei auf y0.7 x650nm fällt drastisch bei 700 auf null

lichtabhängige Reaktion von H2O in Sauerstoff, Elektronen und Protonen

- Befindet sich in den Fotosystemen & sorgt für die Lichtabsorption

Elektronenkaskade:
- Photon trifft auf ein Antennenpigment --> hebt Elektron des Pigments auf höheres Energieniveau
- Anregungsenergie springt die Pigmente in Richtung

WO: Thylakoidmembran; Abhängigkeit: Lichtabhängig

1. Fotolyse des Wassers
2H₂O→4e⁻+4H⁺+ O₂​
O₂ wird als Nebenprodukt abgegeben, Elektronen und H⁺ werden weiterverwendet.
2. Elektronen werden in Fotosystem II weitergegeben
Die Elektronen füllen die Lücke in P680 und werden durch Lichtenergie auf ein hohes Energieniveau gehoben.
3. Elektronentransport: Plastochinon
Die energiereichen Elektronen werden ans Plastochinon weitergegeben → Elektronen sinken energetisch ab.
4. Cytochrom-bf-Komplex
Das Plastochinon gibt die Elektronen an den Cytochrom-bf-Komplex weiter → dieser pumpt dabei H⁺-Ionen vom Stroma ins Thylakoidlumen → es entsteht ein Protonengradient.
5. Plastocyanin
Der Cytochrom-bf-Komplex gibt die Elektronen ans Plastocyanin weiter, das sie zu Fotosystem I transportiert.
Erneute Aufladung in PS I
Die Elektronen kommen abgeschwächt am P700 an → werden durch Lichtenergie erneut auf ein hohes Energieniveau gehoben.
7.NADPH-Bildung über Ferredoxin (Fd)
Die Elektronen fließen vom PS I ans Ferredoxin → weiter zur NADP⁺-Reduktase
NADP⁺+2e⁻+H⁺→NADPH+H⁺
8. Zyklischer Elektronenfluss (Sonderfall)
Ist kein NADP⁺ vorhanden → Elektronen werden vom Ferredoxin zurück ans Plastochinon geleitet → kein NADPH⁺, aber weiterhin ATP-Produktion.
9. ATP-Synthese über PRotonengradienten = chemiosmotisches Modell
Die H⁺-Ionen im Thylakoidlumen diffundieren durch die ATP-Synthase zurück ins Stroma → dabei wird Energie freigesetzt:
ADP+Pi→ATP

Wo: Im Stroma ---> eigentlich Lichtunabhängig -> aber benötigt Produkte aus Lichtabhängige Reaktion

1. Kohlenstofffixierung
- 6x Ribulose 1,5 Bisphosphat (C5)
- katalysiert (<--- durch RuBisCo) 6x CO₂
= wird zu Ribulose 1,5 Biphosphat C6 (instabil) --zerfällt direkt--> 12x 3 Phophoglycerat (c3)
2. Reduktion
- 12x 3 Phosphoglycerat werden unter ATP Verbrauch phosphoryliert zu --> 12x 1,3 Bisphosphoglycerat -- wird reduziert zu--> 12x Glycerinaldehyd-3-Phosphat --> Es entsteht H₂O als Neben Produkt
- zwei Glycerinaldehyd-3-Phosphat werden zur Glukosebildung abgespaltet
- 10 bleiben übrig
3. Regeneration
- 10x Glycerinaldehyd-3-Phosphat --> Abspaltung von 4phosphor <-- sorgt für Umbau
- 6x Ribulose-5-phosphat <-- wird unter ATP Verbrauch reaktiviert zu:
- 6x C5 Ribulose 1,5 Bisphosphat <-- wieder am Anfang

$6\text{\ CO}_{2}+6\text{\ H}_{2}\text{O}\rightarrow \text{C}_{6}\text{H}_{12}\text{O}_{6}+6\text{\ O}_{2}$