Thema Photosynthese

5 Fotosynthese
5.1 Problem:
Die Trockensubstanz der Pflanzen besteht zu 40-50 % aus Kohlenstoff (C)
Fragen:
- Woher kommt der Kohlenstoff? Aus der Luft, Gehalt = 0,03%
- Wie wird er aufgenommen? Über die Spaltöffnungen der Blätter
- Wie wird er in organische Moleküle umgewandelt? Lichtreaktionen liefern ATP und
NADPH +H+, diese dienen in den lichtunabhängigen Reaktionen zur Fixierung des
Kohlenstoffes; allgemein: über den Prozess der Fotosynthese
- Was braucht die Pflanze alles zu dieser Umwandlung? CO2; Licht; Chlorophyll, Enzyme,
Wasser
5.2 Definition und Gleichung der Fotosynthese:
aus Schlüsselbegriffen „energiereich, energiearm, organisch, anorganisch, Verbindungen,
Licht Chlorophyll“ eine Definition basteln:
Aufbau energiereicher organischer Verbindungen aus
energiearmen anorganischen Verbindungen
mit Hilfe von Licht und Chlorophyll.
Meist wird bei diesem Prozess Sauerstoff gebildet.
Gleichung: 6 CO2 + 6H2O → C6H12O6 + 6 O2
↑
Licht, Chlorophyll
Hypothesen zum Ablauf der Photosynthese:
- Um welche Art von Reaktion handelt es sich hier chemisch gesehen?
Vergleicht mit der Atmung/Dissimilation: Fotosynthese= Reduktion, kostet Energie,
Dissimilation = Oxidation, liefert Energie
- Wo kommt Energie her? Aus dem Sonnenlicht
- In welche Zwischenprodukte wird die Lichtenergie vermutlich übersetzt?
Welche Coenzyme wirkten als Energieüberträger und Reduktionsäqivalente?
ATP und NADH+H+
Aber: In Photosynthese wirkt statt NADH+ H+ NADPH+H+
- Mit welchem Mechanismus kann in großen Mengen ATP hergestellt werden?
Turbinenprinzip
- Wo könnte die Pflanze H+-Ionen anhäufen? In den Grana der Chloroplasten
→Vermutungen zum Ablauf der Photosynthese:
Das Licht liefert die Energie, die zum Erstellen eines Protonengradienten in den
Granathylakoiden der Chloroplasten benutzt wird. Dieser Protonengradient treibt eine ATPSynthase an. Das entstandene ATP wird zur Bildung von Glucose benutzt.
Noch offene Fragen:
Wie wird NADP+ reduziert?
Wo kommen die Elektronen, bzw. die Wasserstoffatome her?
Wie genau ist der Ablauf der Reaktionen?
5.3 Prinzip der Fotosynthese (vgl. Abbildungen auf S. 128 f und Kopie)
In den Chloroplasten wird mit Hilfe von Lichtenergie ein Protonengradient erzeugt, der zur
Herstellung von ATP aus ADP und Pi dient. Auch wird NADP+ zu NADPH+H+ reduziert.
Die so gewonnenen Cosubstrate ATP und NADPH+H+ werden verwendet um im
Chloroplastenstroma CO2 zu fixieren, d. h. zu Glucose zu reduzieren (= Assimilation).