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Fotosynthese – Primärreaktionen

(auch: Lichtreaktion)

Die Primärreaktionen finden an den Thylakoidmembranen in Chloroplasten statt. Dort ist nämlich das Chlorophyll, welches Licht absorbiert.

Die Animation zeigt den Querschnitt einer Thylakoidmembran. Unten ist also der Thylakoidinnenraum, oben das Stroma, wo die Sekundärreaktionen stattfinden.Die dafür notwendigen Energieträger ATP und NADPH + H+ werden bei der Weitergabe von Elektronen synthetisiert:

Fotosystem II: P680 (Chlorophyll, das Licht mit einer Wellenlänge von 680nm maximal absorbiert) wird durch Lichtenergie angeregt und gibt Elektronen an einen primären Akzeptor ab. Dadurch steigt das Redoxpotenzial des P680, sodass die Spaltung von Wasser am Mn-Protein möglich ist.

Durch die Spaltung des Wassers (Fotolyse) werden dessen Elektronen entzogen und es verbleibt Sauerstoff (O2), und Wasserstoff-Protonen (H+). Wenn H+ schließlich durch die ATP-Synthase diffundiert, wird ADP+P zu ATP umgewandelt.

Plastochinon leitet die Elektronen weiter zum Cytochrom-bf-Komplex, von wo sie über Plastocyanin zum Fotosystem I gelangen. Bei diesem Elektronentransport wird H+ aus dem Stroma in den Thylakoidinnenraum transportiert. Durch dieses kann an der ATP-Synthase wieder neues ATP gewonnen werden.

Fotosystem I: P700 (Chlorophyll, das Licht mit einer Wellenlänge von 700nm maximal absorbiert) wird durch Licht angeregt und gibt somit Elektronen an Feredoxin ab.

Von dort gelangen diese zur NADP+-Reduktase. Mit Hilfe von zwei Elektronen reagiert dort NADP+ mit 2 H+-Protonen zu NADPH + H+.

Zyklischer Elektronentransport
Wird anstatt NADPH + H+ mehr ATP benötigt, so gibt Feredoxin die Elektronen nicht an die NADP+-Reduktase, sondern an das Plastochinon ab. Auf diese Weise gelangen erneut H+-Protonen in den Thylakoidinnenraum und sobald diese durch die ATP-Synthase entweichen, wird mehr ATP synthetisiert.

 

©2014 Lukas Hensel