Big Bang HTL 4, Schulbuch

Stoffwechsel 4 Biochemie und Biotechnologie (IV. Jahrgang, 7. Semester) 57 RuBisCo (Ribulose-1,5-bisphosphat-carboxylase) ist in seiner Art einzigartig und deshalb in allen Photosynthese treiben- den Organismen vom einfachsten Bakterium bis zur Blüten- pflanze zu finden. Viele Biologen bezeichnen es sogar als das wichtigste Enzym überhaupt, da es das häufigste was- serlösliche Enzym ist. Außerdem wäre es ohne RuBisCo für Pflanzen nicht möglich die in der lichtabhängigen Reaktion absorbierte Sonnenenergie für längere Zeit zu speichern. Dieser Energiespeicher in Form von Kohlenhydraten ist wie- derum die Nahrungsgrundlage für heterotrophe Organis- men. Summengleichung der lichtunabhängigen Reaktion: 6 CO 2 + 12 NADPH/H + + 18 ATP → C 6 H 12 O 6 + 6 H 2 O + 12 NADP + + 18 ADP + 18 P i Durch Addition der beiden Summengleichungen der lichtab- hängigen und lichtunabhängigen Reaktion und Wegkürzen aller auf beiden Seiten aufscheinenden Produkte ergibt sich die Summengleichung der Photosynthese: 6 H 2 O + 6 CO 2 → C 6 H 12 O 6 + 6 O 2 Die Photosynthese ermöglicht also den Pflanzen und ande- ren Photosynthese betreibenden Lebewesen, Glucose aus Wasser und CO 2 aufzubauen. Deshalb werden sie auch als autotroph, also selbsternährend, bezeichnet. Die in der licht- abhängigen Reaktion gebildeten ATP-Moleküle werden aber im Calvin-Zyklus wieder verbraucht. Die Photosynthese kann also die Pflanze nicht mit ATP für andere endotherme Pro- zesse versorgen. Auch die Pflanze betreibt Zellatmung zur ATP-Gewinnung. Der Überschuss an gebildeter Glucose wird von der Pflanze als Rohstoff verwendet, vor allem für den Aufbau der Zellwände. ( F25 ) Abb. 4.23: Gesamt- übersicht Photosynthese Zusammenfassung Die Photosynthese läuft in zwei Teilreaktionen ab: – Lichtabhängige Reaktion : Wasserspaltung zu Sauerstoff, Bildung von NADPH und ATP mit Hilfe des Lichts. – Lichtunabhängige Reaktion : CO 2 -Fixierung und Reduktion mit Hilfe von NADPH und ATP. Primärprodukt: Glycerinal- dehyd-3-phosphat, das zu Glucose verknüpft wird. Auch Pflanzen betreiben zur ATP-Produktion Zellatmung in der Mitochondrien. Z Bearbeite die folgenden Aufgaben mit Hilfe der Informationen aus diesem Kapitel Die lichtabhängige Reaktion der Photosynthese versorgt den Calvin-Zyklus mit a. Lichtenergie b. CO 2 und ATP c. H 2 O und NADPH d. ATP und NADPH e. Gluocse und O 2 L Welche der folgenden Sequenzen beschreibt den Elek- tronenfluss durch die Photosynthese am besten? a. NADPH → O 2 → CO 2 b. H 2 O → NADPH → Calvin-Zyklus c. NADPH → Chlorophyll → Calvin-Zyklus d. H 2 O → PSI → PSII e. NADPH → Elektronentransportkette → O 2 L Die lichtabhängige Reaktion ist bezüglich ihres Mechanismus sehr ähnlich zu a. Glycolyse b. Atmungskette c. Calvin-Zyklus d. Citrat-Zyklus L Vergleiche in einem kurzen Text die Vorgänge in der lichtabhängigen Reaktion mit jenen in der Atmungs- kette. Zeige Parallelen und Unterschiede bzw. Gegensätzlichkeiten auf. L 4 F26 A1 F27 A2 F28 A1 F29 A2 Abb. 4.24: Photosynthese und Zellatmung in Pflanzenzellen ( F24 ) Nur zu Prüfzwecken – Eigentum des Verlags öbv