Lichtreaktion der Photosynthese Philipp Euschen Biochemisches Praktikum für Lehramtsstudierende 04.10.2010

Grundlagen Nur bei Pflanzen ist Photosynthese möglich Photosynthese findet in den Chloroplasten statt Quelle für alle Kohlenstoffverbindungen und sämtlichen Sauerstoff für aeroben Stoffwechsel Grundgleichung: CO2 + H2O → (CH2O) + O2

Unterscheidung Lichtreaktion - Dunkelreaktion In zwei riesigen Enzymkomplexen läuft die Lichtreaktion ab

Aufbau eines Chloroplasten Stromalamellen Stroma Thylakoidmembran Thylakoidraum

Photosystem II Photorezeptor Chlorophyll a 680 absorbiert Photon

2 Elektronen aus Reaktionszentrum werden zum Plastochinon transportiert. Ebenso Werden 2 Protonen aus dem Stroma aufgenommen. 2Q (oxid.) + 2H2O → O2 + 2QH2 (red.) 2 Elektronen die nun abgegeben wurden werden durch Trennung von 2 Wassermolekülen ersetzt Entstehende Protonen werden in Thylakoidraum entsandt  Protonengradient Wenn 2 Wassermoleküle getrennt wurden entsteht ein Molekül Sauerstoff

Cytochrom-b6f Plastochinon transportiert die 2 Elektronen zum Cytochrom-bf-Komplex. Elektronen werden durch b6f-Komplex vom Plastochinon zum Plastocyanin übertragen Protonen werden in den Thylakoidraum gepumpt Elektronen fließen zum Plastocyanin und werden dann zum Photosystem I transportiert

Photosystem I Hier treffen erneut Photonen auf Chlorophyll-a-Moleküle (Reaktionszentrum P-700) Freisetzen von Elektronen Transport zum Ferredoxin (Reduktion) P700+ erhält vom reduzierten Plastocyanin ein Elektron  Erneute Anregung möglich

Photosystem I Übertragung der Elektronen von Ferredoxin auf Ferredoxin-NADP+-Reduktase  FADH2 entsteht ( mit Hilfe von 2 Elektronen und 2 Protonen aus dem Stroma) FADH2 + NADP+ → FAD + NADPH + H+ (Thylakoidraum)

ATP-Synthese Protonengradient wird von ATP-Synthase genutzt um aus ADP und Pi ATP herzustellen Alternativer Weg von Elektronen des reduzierten Ferredoxins zu Cytochrom b6f statt zu Ferredoxin-NADP+-Reduktase  ATP entsteht, aber kein NADPH

Bei der Lichtreaktion entstehen ATP, NADPH und Sauerstoff Zusammenfassung Bei der Lichtreaktion entstehen ATP, NADPH und Sauerstoff

Literatur J. M. Berg, J. L. Tymoczko & L. Stryer. Biochemie, 6. Aufl. (2007). Spektrum-Verlag. http://de.wikipedia.org http://www.youtube.com/watch?v=hj_WKgnL6MI&feature=related (North Dakota State University 2007 Skript zur Vorlesung: Biochemie für Lehramtsstudierende und Studierende der Bioinformatik. WS 2009/2010