Photosynthese Assimilation Chemosynthese AUFBAU ORGANISCHER SUBSTANZ

• Was heißt eigentlich Photosynthese und Assimilation? • Was entsteht dabei? • Wo finden die dazugehörenden Vorgänge statt? • Wie laufen diese biochemischen Prozesse ab?

PHOTOSYNTHESE: photos (griech.) = Licht synthesis(griech.) = Zusammensetzung ASSIMILATION: assimilare (lat.) = ähnlich machen

CO2 und H2O sind Stoffe, die einer Pflanze sehr unähnlich sind - aber mit Hilfe von Licht können Stoffe aufgebaut werden, die eine Pflanze zu dem machen, was sie ist: ·       zunächst wird das aufgenommene Wasser gespalten (dabei wird SAUERSTOFF frei )/CO2-Aufnahme ·       entsteht ZUCKER, der dann umgebaut wird (z. B.:  Stärke, Zellulose; Fett, Eiweiß) ·       und Wasserdampf wird ebenfalls abgegeben  

6 CO2 + 12 H2O  C6H12O6 + 6 H2O + 6 O2 Traubenzucker: C6H12O6 Kohlendioxid: CO2 Wasser (-dampf): H2O Sauerstoff: O2   Wo findet die Assimilation statt? in den CHLOROPLASTEN!

(chlorophyllfreies, enzymhaltiges Lamellensystem GRANA 1- Bereich (flache, geldrollenartig gestapelte Chlorophyllkörnchen) STROMA 2- Bereich  (chlorophyllfreies, enzymhaltiges Lamellensystem 1granum (lat.)- Körnchen 2 stroma (griech.) -Grundsubstanz, Lager LICHTREAKTIONEN DUNKELREAKTION ADP ATP 3.) nach Aufnahme von CO2 entsteht unter Verwendung der chem. Energie (ATP) und des Wasserstoffes (H+H) : Glucose (=Traubenzucker) C6H12O6 und H2O. (Calvinzyklus!) 1.) Umwandlung von Lichtenergie in chemische Energie: 2.) Zerlegung des Wassers: O2 wird frei H2 wird an einen Überträger (NADP) gebunden NADP NADPH + H

Für diejenigen, die es genauer wissen möchten (also, für alle): 1.) Umwandlung von Lichtenergie in chemische Energie: durch Licht angeregte Elektronen des Chlorophyllmoleküls hängen an ADP- Moleküle einen zusätzlichen Phosphorsäurerest und es entsteht : energiereiches ATP (=AdenosinTriPhosphat)   = Zyklische Photophosphorylierung

Für diejenigen, die es wirklich genauer wissen möchten: 2.) Zerlegung des Wassers:   Sauerstoff : wird frei Wasserstoff : wird an eine Überträgersubstanz gebunden und für die Dunkelreaktion bereitgestellt. Der Überträger heißt Nicotinamid - Adenin - Dinucleotid - Phosphat. (Freunde dürfen NADP zu ihm sagen!) = Photolyse des Wassers

Für diejenigen, die es ganz genau wissen möchten: 3.) Aufbau von Glucose   ein AKZEPTOR (= ein C5- Körper) bindet das aufgenommene CO2 (mit Hilfe eines Enzyms)  es entsteht ein unbeständiger C6- Körper, der in   energiearme C3- Körper zerfällt;   mit Hilfe von ATP und NADPH+H werden daraus energiereiche C3- Körper, die sich teils zu a) C6- Körpern (Traubenzucker) zusammenschließen; Die zum Teil über b) Zwischenstufen später wieder einen AKZEPTOR bilden. = CALVIN - Zyklus

C6H12O6 Traubenzucker CO2 C3+C3 C6 C5 C3 H2O ATP ADP NADPH+H NADP   ATP ADP C3 C6 NADPH+H NADP H2O C5 = AKZEPTOR ZWISCHEN- PRODUKTE C3+C3 C6H12O6 Traubenzucker CO2 ADP

  5 7 4 6 8 3 C6H12O6 Traubenzucker 1 2 9 10

5 4 7 6 1 3 2 +

Fette C6H12O6 Traubenzucker STÄRKE Zellulose Proteine

Chemosynthese Fortsetzung folgt ...

Nach Hell, Merkmale des Lebendigen, Biologiebuch f. die 5 Nach Hell, Merkmale des Lebendigen, Biologiebuch f. die 5. Klasse AHS, 1981