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Zusammenhang der lichtabhängigen und lichtunabhängigen Reaktion - Referat
Reaktionsgleichung der Fotosynthese:
6CO2 + 6H2O --> 6O2 + C6H12O6
(Kohlenstoffdioxid + Wasser --> Sauerstoff + Glukose)
Lichtabhängige und Lichtunabhängige Reaktion:
Die Fotosynthese lässt sich in zwei Teile gliedern: die lichtabhängige und die Lichtunabhängige Reaktion. Zuerst läuft die lichtabhängige Reaktion ab. Diese findet in der Thylakoidmembran der Chloroplasten statt.
Lichtstrahlen treffen auf ein Fotosystem 2 (P680). Dadurch wird im Reaktionszentrum ein Elektron des Chlorophyllmoleküls angeregt und auf ein höheres Energieniveau gebracht. Im Fotosystem entsteht jetzt eine Elektronenlücke. An dem Fotosystem befindet sich ein Fotolysekomplex. Bei dem Vorgang der Fotolyse wird Wasser in Protonen und Elektronen gespalten. Eines der dabei entstandenen Elektronen schließt die Elektronenlücke. Das zuvor angeregte Elektron wird derweil auf einen Elektronenakzeptor übertragen. Dieser wird zunächst reduziert und beim anschließenden übertragen des Elektrons auf ein anderes Molekül, wieder oxidiert. Dies nennt man Redoxsystem. Das Elektron durchläuft eine Elektronentransportkette mit verschiedenen Redoxsystemen. Das Elektron wirkt dabei wie ein Antrieb und pumpt Protonen aus dem Stroma in den Thylakoidinnenraum. Es entsteht ein Konzentrationsgefälle. Im Stroma herrscht eine negative Ladung und im Thylakoidinnenraum eine positive Ladung. Das Elektron verliert allmählich seine Energie und landet im Fotosystem 1 (P700). Durch Sonnenenergie wird ein anderes Elektron angeregt und auf ein höheres Energeiniveau gebracht. Das alte Elektron schließt nun die entstandene Elektronenlücke. Das Elektron wird ins Strom auf NADPH übertragen. Ein weiteres Elektron folgt und es entsteht NADPH+H+. Zuletzt kommt der ATP-Synthase Komplex in Spiel. Das Konzentrationsgefällt muss ausgeglichen werden. Protonen aus dem Thylakoidinnenraum strömen zurück ins Stroma. Die dabei entstandene Energie wird genutzt um ATP zu synthetisieren.
Die zweite Reaktion ist die lichtunabhängige Reaktion. Es handelt sich um den sogenannten Calvin-Zyklus. Die im ersten Schritt entstandenen Produkte ATP und NADPH+H+ werden hier weiterverwertet. Der Calvin-Zyklus besteht aus drei Einzelschritten:
1) Fixierung von CO2
2) Bildung von Glykose und Reduktion
3) Regeneration
Aus der Luft werden 6 CO2 Teilchen in den Zyklus eingespeist. C5 nimmt das CO2 auf. Es entsteht C6. Dies ist instabil und zerfällt sofort zu 12 Teilchen C3. Diese werden umgewandelt. 2 Teilchen des C3 verlassen den Zyklus. 2* C3 ergibt C6. Es entsteht Glykose. Die restlichen 10 C3 Teilchen bleiben im Zyklus. Im nächsten Schritt erfolgt die Regeneration von 10C3 Teilchen zu 6C5 Teilchen. Im letzten Teilschritt wird aus Ribulosephosphat, Ribulose-di-Phosphat. Nun sind wir wieder am Anfang und der Zyklus beginnt von vorne.
Äußere Faktoren, die die Fotosyntheseleistung beeinflussen:
Die Fotosynthese lässt sich von bestimmten Faktoren beeinflussen. Dazu gehören unter anderem Licht, Temperatur und CO2.
Kohlenstoffdioxid befindet sich in der Luft und gehört zu den Ausgangsstoffen für die Fotosynthese. Wenn es kein CO2 gibt, dann gibt es auch keine Fotosynthese. Das Licht funktioniert als Energiequelle, ohne die es ebenfalls keine Fotosynthese gäbe. Auch die Temperatur spielt eine wichtige Rolle. Jede Pflanze ist an ihren jeweiligen Standort angepasst. Ist es zu warm, verdunstet zu viel Wasser und die Pflanze vertrocknet. Ist es hingegen zu kalt, stirbt die Pflanze ebenfalls ab.
Ist die Fotosynthese der wichtigste biologische Prozess? -->bei der Reaktion entsteht Energie in Form von ATP (notwendig für die Pflanze)
--> ohne Fotosynthese gäbe es keine Zellatmung (Voraussetzung sind Glukose und Sauerstoff)
--> autotrophe (selbsternährende) Lebewesen brauchen die Fotosynthese zum überleben
Antwort: Ja die Fotosynthese ist der wichtigste biologische Prozess
keine Fotosynthese = kein Sauerstoff = kein Leben
Kommentare zum Referat Zusammenhang der lichtabhängigen und lichtunabhängigen Reaktion:
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