Photosynthese

Photosynthese

Formel der Chlorophyll-Photosynthese


Die Chlorophyll-Photosynthese, die in der Natur bei allen Pflanzen vorkommt, besteht aus einer Reihe chemischer Reaktionen und zählt zu den anabolen Synthese- und Kohlenhydratprozessen. Tatsächlich ist es ein Prozess, der völlig im Gegensatz zu den inversen Prozessen des Katabolismus oder der Oxidation steht. Während des Photosyntheseprozesses ermöglicht das Sonnenlicht durch die Vermittlung der Chlorophyll-Substanz die Umwandlung der sechs Kohlendioxidmoleküle in der Atmosphäre (CO2). und die sechs Wassermoleküle (H2O) in einem einzelnen Glucosemolekül (C6H12O6), einem Zucker, der für das Leben jeder Pflanze grundlegend und unverzichtbar ist. Als Nebenprodukt dieser chemischen Reaktion entstehen insbesondere sechs Sauerstoffmoleküle, die jede Pflanze über die Stomata in die umgebende Atmosphäre abgibt. Diese Stomata stellen eine Art kleiner Löcher in den Blättern dar. Die allgemeine Formel des Photosyntheseprozesses lautet wie folgt: 6 Kohlendioxid (CO2) + 6 Wasser (H2O) + Licht → Glucose (C6H12O6) + 6 Sauerstoff (O2) .

Chlorophyll-Photosynthese in Kürze



Dank des Chlorophyll-Photosyntheseverfahrens produzieren sowohl Grünpflanzen als auch andere Organismen organische Substanzen, in der Regel Kohlenhydrate, ausgehend von Kohlendioxid in der Atmosphäre und metabolischem Wasser, immer dann, wenn sie dem Sonnenlicht ausgesetzt sind. Die Chlorophyll-Photosynthese ist daher der Prozess, der die Primärproduktion von organischen Verbindungen ausgehend von anorganischen Substanzen ermöglicht. Vielleicht ist es der älteste anabole Prozess, der sich in den ersten lebenden Organismen entwickelt hat. Tatsächlich ist die Photosynthese der einzige biologisch wichtige Prozess, der in der Lage ist, Sonnenenergie einzufangen, und der im Wesentlichen vom heutigen Leben auf der Erde abhängt. Zusätzlich zu dem Photosynthesezyklus, der die Glukosesynthese erzeugt, führen Pflanzen auch einen entgegengesetzten Oxidationszyklus, auch Zellatmung genannt, von Photosyntheseprodukten aus, die als Nahrung für die Pflanzen selbst dienen. Das Gleichgewicht von Sauerstoff und CO2 zu und von der äußeren Umgebung ist jedoch zugunsten der Photosynthese.

Die helle Phase der Photosynthese



Die sogenannte helle Phase wird von Chlorophyll vom Typ a dominiert und die Moleküle absorbieren selektiv Licht in den rot- und blau-violetten Bereichen des Spektrums. Die aufgenommene Energie ermöglicht die Umwandlung von Elektronen aus Atomorbitalen mit weniger Energie in Orbitale mit größerer Energie. Diese werden sofort durch die Aufspaltung von Wassermolekülen ersetzt, die dank des Photolyseprozesses durch den "Evolving Oxygen Complex", OEC, in zwei Elektronen, zwei Protonen und einen Sauerstoff aufgeteilt wird. Die von Chlorophyll freigesetzten Elektronen werden in die vom Cytochrom B6f gebildete Transportkette eingelagert und bewegen sich auf ein niedrigeres Energieniveau. Das verlorene wird verwendet, um die Protonen aus dem Stroma in das Thylacoid zu pumpen, wodurch der sogenannte Protonengradient entsteht. Die Elektronen gelangen zum Photosystem I, das durch Lichteinwirkung andere Elektronen verliert, die auf Ferredoxin übertragen werden. Dank des ATP-Synthetase-Proteins auf der Thylakoidmembran gelangen die durch die Hydrolyse erzeugten H + -Ionen zum Stroma, das das ATP aus den freien Phosphat- und ADP-Gruppen synthetisiert. Für jeweils zwei verlorene Elektronen wird ein ATP-Molekül gebildet.

Die dunkle Phase der Chlorophyll-Photosynthese




Die "Kohlenstofffixierungs" -Phase, die als "Calvin-Zyklus" bezeichnet wird, umfasst die Umwandlung von Kohlendioxid in organische Verbindungen und die Reduktion der ATP-Verbindung, die während der leichten Phase erhalten wird. In dem Zyklus befindet sich eine organische Verbindung, Ribulose -Biphosphat, das umgewandelt wird, um in den Ausgangszustand zurückzukehren. Seine 12 Moleküle reagieren mit Wasser und Kohlendioxid und wandeln sich dank des Enzyms Ribulose-Bisphosphat-Carboxylase um. Am Ende des Prozesses gibt es auch 2 Moleküle Glycerinaldehyd-3-phosphat, die aus dem Kreislauf ausgestoßen werden. Der Calvin-Zyklus benötigt zur Aktivierung chemische Energie und Unterstützung durch die Hydrolyse von 18 ATP im ADP und die Oxidation von 12 NADPH im NADP + und in freien Wasserstoffionen H +. Das im Zyklus verbrauchte ATP und NADPH werden aus den in der leichten Phase produzierten Molekülen entnommen und kehren oxidiert zur Reduktion in den Pool zurück. Insgesamt werden im Kreislauf sechs Moleküle Kohlendioxid, 6 Moleküle Wasser, 18 ATP-Moleküle und 12 NADPH verbraucht, um 2 Glycerinaldehyd-3-phosphat, 18 Phosphatgruppen, 18 ADP, 12 NADP + und 12 Protonen zu bilden.

Video: Wie funktioniert die Photosynthese - REMAKE! Gehe auf & werde #EinserSchüler