Was ist die Bruttogleichung der Fotosynthese?

1961 wurde von Paul Mitchell ein Modell vorgeschlagen, das die Erzeugung von ATP im Verlauf der Lichtreaktion sehr gut erklärt. Seine Idee ist eine Kombination aus Osmose und Redoxreaktion. Daraus entstand der Begriff „chemiosmotisches Modell".ChemiosmoseOsmose: gerichteter Fluss von Molekülen durch eine selektiv permeable MembranDer Begriff Osmose beschreibt hier den Fluss der ProtonenRedoxreaktionen: Gleichzeitige Aufnahme bzw. Abgabe von Elektronen; dies wird auch als Redoxchemie ...

Redoxchemie

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... Zusammenhang zwischen den Vorgängen der Fotosynthese und der aeroben Zellatmung. Die Erzeugung des ATP verläuft in beiden Fällen durch die Kombination aus Redoxchemie und Protonengradient. Dieser über den Elektronentransport „finanzierte“ Protonengradient führt letztendlich zur ATP-Bildung über die ATP-Synthase.Zum besseren Verständnis ein Ausflug in die Welt der Redoxakzeptoren und der Elektrochemie.In der Elektrochemie wird ein sogenanntes Redoxpotential ...

ATP-Synthase

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... nutzbar.Sowohl in der Lichtreaktion der Fotosynthese als auch in der Atmungskette findet sich die ATP-Synthase als Produktionsstätte der universellen Energiewährung ATP.Lokalisation ATP-Synthase:(1) Fotosynthese: Thylakoidmembran der Chloroplasten(2) Atmung: innere mitochondriale MembranBau und Funktion der ATP-Synthase:Die ATP-Synthase ist eine FoF1-Synthase. Sie besteht aus einem Membran durchspannenden Komplex und einem ATP-bildenden Komplex.Die ATP-Synthase erzeugt ATP. Für ...

Lichtreaktion auf einen Blick

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... sind nochmals alle Vorgänge der Fotosynthese zusammengefasst.Erklären Sie sich die Fotosynthese in eigenen Worten, nutzen Sie dazu die folgende Abbildungsreihe als Leitfaden!

Lichtreaktion: Weiterverwendung der Endprodukte

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... Calvin-Zyklus ist der Stoffwechselzyklus der Fotosynthese, welcher den Aufbau von Glukose bewerkstelligt.In diesen Redoxreaktionen wird Energie benötigt. Diese wird durch das in der Lichtreaktion erzeugte ATP bereitgestellt.Die Vorgänge der Dunkelreaktion sind – vom Endprodukt Glukose her betrachtet – Reduktionsreaktionen. Das heißt, es müssen Elektronen aufgenommen werden, um Glukose zu erzeugen. Diese Elektronen werden von NADPH+ H+ bereitgestellt. Auch NADPH+H+ ...

Sekundärvorgänge der Fotosynthese

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... der Sekundärreaktionen der Fotosynthese werden diese Energieformen (= die Produkte der Lichtreaktion) in dauerhafte Speicherformen überführt (Zucker, Stärke).Bei der Sekundärreaktion kommt CO2 zum Einsatz.NADPH+H+ sind bereits schon gute und relativ stabile Formen, um die Energie des eingestrahlten Sonnenlichts zu speichern, Zucker und Stärke eignen sich jedoch deutlich besser Langzeitspeicher für die aufgenommene Energie.Im Verlauf der lichtunabhängigen ...

C-Körper-Schema des Calvin-Zyklus

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Calvin-Zyklus im C-Körperschema.Betrachten Sie die Abbildung des Calvin-Zyklus nochmals und konzentrieren Sie sich nur auf die C-Körper der einzelnen Komponenten. Bitte betrachten Sie den Zyklus in Abhängigkeit des entstehenden C6-Körpers Glukose. Also werden von Anfang an 6 Kohlenstoffatome benötigt! Daher wird nun immer alles um den Faktor 6 erweitert!Das Akzeptormolekül RuBP ist ein C5-Körper mit zwei Phosphatresten. Rein rechnerisch setzen wir hier im Zyklus ...

Autoradiagraphie bringt Licht in die Dunkelreaktion

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... zum Verständnis der Dunkelreaktion in der Fotosynthese.So setzte Melvin Calvin radioaktiv markiertes CO2 ein (14C), um dieses CO2 dann Algen als Substrat zur Verfügung zu stellen. Die Algen nahmen das markierte CO2 auf und alle Produkte bis hin zum Zucker bzw. der Stärke waren mit dem 14C-Isotop markiert. Calvins experimenteller Ansatz:Starten der FotosyntheseAlgen nehmen CO2 aufUnterbrechung der Fotosynthese zu unterschiedlichen ZeitpunktenZiel: Ablauf des Calvin-Zyklus herausfinden.Durch ...

Katalyse: Enzymreaktion am Beispiel der Dunkelreaktion

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... Leider mit problematischen Folgen für die Fotosynthese.RubisCO ist kein sehr gutes Enzym, wenn es um Umsatzgeschwindigkeit und Effizienz geht. Neben der in der Fotosynthese vorgesehenen Reaktion mit dem Substrat Kohlendioxid kann RubisCO ebenso mit Sauerstoff reagieren. Diese Oxygenase-Nebenreaktion ist zweifellos ein Problem für die Pflanze, bei höheren Temperaturen können durchaus 50 % der katalysierten Reaktionen das Substrat O2 nutzen!Im aktiven Zentrum des Enzyms ...

Fotosynthese in Gleichungen

Fotosynthese > Fotosynthese in Gleichungen

Primärvorgänge der Fotosynthese –Lichtreaktion2 H2O + 2 NADP+ + 10 H+(Stroma)  ----->     O2 + 2 (NADPH) + 12 H+(Lumen)3 ADP + 3 Pi + 12 H+(Lumen)         ----->     3 ATP + 3H2O + 12 H+(Stroma)Bilanz:      2 NADP+ + 3 ADP + 3 Pi + H+   ----->    O2 + 2 (NADPH) + 3 ATP + H2O Bilanz der Sekundärvorgänge der Fotosynthese –Dunkelreaktion6 ...

Aufklärung der Fotosynthese

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... deutliche Hinweise auf das Wirkungsspektrum der Fotosynthese. Chlorophyll und Carotinoide sind die Hauptpigmente der Fotosynthese/Lichtreaktion. Man bezeichnet diese Methode Fotometrie.Absorptionsspektren der FotosynthesepigmenteAutoradiografieLichtreaktionDurch Spaltung von radioaktiv markiertem Wasser (H218O) kann das radioaktive Sauerstoffisotop im abgegebenen Sauerstoff wiedergefunden werden. Dabei wird deutlich, dass der in der Fotosynthese erzeugte Sauerstoff aus Wasser stammt.DunkelreaktionMelvin ...

Fotosynthese und Ökologie

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... Ökologie verknüpft.Die Prozesse der Fotosynthese stellen ein bemerkenswerte Fähigkeit der Natur dar, Biomasse zu produzieren. Fotosynthetisch aktive Organismen und „Kohlenstoffdioxid, Wasser und Lichtenergie“ bilden Jahr für Jahr Milliarden Tonnen Biomasse. Die Fotosynthese sorgt dafür, dass Sauerstoff in der Atmosphäre vorhanden ist. Ohne die Vorgänge der Fotosynthese wäre eine Welt, wie wir sie kennen, nicht denkbar. Die hetero-organotrophe ...

Abhängigkeit der Fotosyntheserate von Außenfaktoren

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... denaturiert und funktionsunfähig wird.Die Fotosyntheserate in Abhängigkeit der Außentemperatur. Man beachte, dass Lebewesen bei Temperaturerhöhung nicht unendlich besser arbeiten!Ganz grundsätzlich ist zu beachten, dass die Fotosynthese mit steigender Temperatur bessere Produktionsraten erzeugt (RGT-Regel). Andererseits ist zu berücksichtigen, dass Proteine ein Temperaturoptimum besitzen. Wird dieses überschritten, kann es zu irreparablen Schäden kommen...

Umweltfaktor Licht

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Planet Erde: Fotosynthese als Grundlage allen terrestrischen LebensLeben auf der Erde – in der Form, wie wir es momentan kennen – ist ca. 4 Milliarden Jahre alt.Sauerstoff produzierende Lebewesen (z.B. Cyanobakterien) können als Fossilien nachgewiesen werden.Alter: ca. 3,8 Milliarden Jahreseither: Herstellung von Biomasse mithilfe von Sonnenlicht/LichtenergieAuf dieser Biomasse beruht alles Leben auf der Erde!Primärproduktion: Biomasse, die mithilfe von Sonnenlicht oder Chemosynthese ...

Umweltfaktor Wasser

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... sind siebartig durchbrochen, hier Leitung von Fotosyntheseprodukten.Bau: Leitbündel aus Holzteil (Xylem) und Siebteil (Phloem)Der Transpirationssog sorgt dafür, dass Wasser aus Wurzelgewebe in die Pflanze gelangt, gleichzeitig ist dies ein großes Problem bei trockener Umgebungsluft!Wasser- und IonenverfügbarkeitErzeugt unterschiedliche Pflanzentypen, deren Blätter unterschiedlich angepasst sind. Dies variiert nach Wassermenge vonHydrophyten (Wasserpflanzen, Tausendblatt)Hygrophyten ...

Fotosynthesevarianten: Anpassung an die Umwelt

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... großen Einfluss auf die Prozesse der Fotosynthese. Mit der „Evolutionsbrille“ betrachtet, finden wir optimale Anpassungen an diesen Standortfaktor in der evolutiven Entwicklung von C4- oder CAM-Pflanzen.Fotosynthese: Anpassung an die UmweltBesonderheiten der Fotosynthese:RubisCO oder Ribulose-1,5-Carboxylase/-Oxygenase ist das Enzym, welches für die CO2-Fixierung im Calvin-Zyklus zuständig ist.Im Gegensatz zu anderen Enzymen kann RubisCO mit zwei Substraten arbeiten: ...

CAM-Pflanzen

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CAM-Pflanzen mögen heiße Standorte (Kaktee im botanischen Garten, Göttingen).CAM steht für Crassulacean Acid Metabolism oder Crassulaceen-Säurestoffwechsel. Man findet CAM-Pflanzen in der Regel an trockenen, heißen Standorten.Während die C4-Pflanzen eine räumliche Trennung der CO2-Fixierung und des Calvin-Zyklus besitzen, haben die CAM-Pflanzen eine Art „Schichtbetrieb“ entwickelt. Am Tag sind die Spaltöffnungen geschlossen, um Wasserverlust ...

C4-Pflanzen

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C4-Pflanzen trennen den Ort des Calvin-Zyklus von dem Ort der CO2-Fixierung. Dabei umgehen sie galant das Problem „RubisCO“. Durch die räumliche Trennung kommt das Enzym RubisCO nicht in Kontakt mit Sauerstoff und bindet daher nur CO2.Die C4-Pflanzen fixieren Kohlenstoffdioxid in den Mesophyllzellen unter Bindung an Phosphoenolpyruvat (PEP). PEP wird zum C4-Körper Oxalacetat; daher der Name C4-Pflanze.C4-Pflanze: räumliche Trennung der Kohlenstoffdioxid-Fixierung vom Ort ...

Fotosyntheseprodukte der Pflanze -> Bedeutung und Speicherung

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... für die Pflanze wichtige Produkt der Fotosynthese ist die Glukose. Der Traubenzucker (C6H12O6) wird enzymatisch in das höher organisierte Produkt Stärke umgewandelt. Stärke ist ein Kohlenhydrat, das aus unzähligen Glukoseeinheiten aufgebaut ist. In der Pflanze wird die Stärke in Vakuolen oder auch in speziellen Pflanzenorganen (Speicherorgane) gespeichert. Man nutzt auch den Begriff „Assimilationsstärke“, um den Bezug zur Fotosynthese (= Assimilation) ...

Zusammenfassung: Fotosynthese

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... nutzen den reduktiven Prozess der Fotosynthese zur Erzeugung von Biomasse. Die aus Lichtenergie aufgenommene Energie wird eingesetzt, um Wasser zu spalten und Redoxäquivalente (NADPH+H+) zu erzeugen. Ein Protonengradient wird zur Erzeugung von ATP aus ADP und Pi genutzt.Die Redoxsysteme der Lichtreaktion oder Primärreaktion bestehen aus dem wasserspaltenden Komplex, dem Fotosystem II und I, dem Plastochinol-Pool sowie Plastochinon, Plastocyanin und dem Cytochromkomplex sowie ...

Chemosynthese: es funktioniert auch ohne Licht

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Vergleicht man Chemo- und Fotosynthese so funktioniert die Chemosynthese „ohne Licht“. Während bei der Fotosynthese mithilfe der Lichtenergie Wasser gespalten wird und die daraus gewonnenen Elektronen zur Erzeugung von ATP und NADPH+H+ verwendet werden, passiert dies in der Chemosynthese ohne den Einfluss von Lichtenergie. Bakterien wie z.B. Schwefelbakterien sind zur Chemosynthese befähigt. So finden sich chemosynthetisch aktive Lebewesen in Habitaten, die oftmals lichtarm ...

autotrophe Assimilation am Beispiel nitrifizierender Bakterien

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... zur CO2-Fixierung verlaufen (wie bei der Fotosynthese) über den Calvin-Zyklus.Verbindung zur Ökologie: Destruenten, extreme Habitate wie z.B. Tiefsee, Einsatz von Bakterien in Kläranlagen etc. Weitere Beispiele für ChemosyntheseMikroorganismusHabitatReaktionsgleichungEnergiegewinnEisenbakterienSchwefelquellen,Kläranlagen4 Fe2+ + O2 + 6 H2O à4 FeO(OH) + 8 H+–182 kJ (pH 3 als Reaktionsbedingung)MethanbildnerKläranlageCO2 + 4 H2 àCH4 ...

Wie lautet die Fotosynthesegleichung?

Wie viel ATP entsteht bei der Fotosynthese?

Was ist die Wortgleichung von Fotosynthese und Zellatmung?

Was ist eine Nettogleichung?