Begegnungen mit der Natur 5, Schulbuch

43 Bioenergetik, auf- und abbauender Stoffwechsel M Arbeitsheft Seite 12, 13 Fotosynthese ist der wichtigste biochemische Prozess der Erde Bei der Fotosynthese, die in den Chloroplasten ( S. 22) stattfindet, wird Sonnenenergie von den Chloroplastenfarbstoffen (hauptsächlich Chlorophyll) absorbiert und in chemisch gebundene Energie (Traubenzucker) übergeführt. In dieser Form ist die Energie für die Lebewesen nutzbar. Die Fotosynthese läuft in zwei Reaktionsfolgen ab. Der zyklische Elektronentransport ist Teil der Primärreaktion Energiegeladene Lichtteilchen (Photonen) treffen auf Elektronen in den Chlo­ rophyllmolekülen, wodurch eine Energieübertragung von den Photonen auf die Elektronen erfolgt. Die Elektronen werden dadurch für kurze Zeit aus ihrer Bahn gehoben. Fallen sie auf ihren ursprünglichen Platz zurück, wird die Ener­ gie wieder freigesetzt. Sie aktiviert den Aufbau von ATP aus ADP + P ( S. 38). Auch der nichtzyklische Elektronentransport gehört zur Primärreaktion Ein Teil der von den Photonen angeregten Elektronen des Chlorophylls fällt nicht in ihren ursprünglichen Zustand zurück, sondern wird von bestimmten Enzymen ( NADP + ) aufgenommen: NADP + + 2 e – . Die dadurch positiv geladenen Chlorophyllmoleküle füllen diese Elektronen­ lücke sofort auf, indem sie Wassermolekülen Elektronen entreißen ( Hill-Reak- tion ). Die Wassermoleküle werden dadurch in Sauerstoff und Wasserstoff­ ionen gespalten: H 2 O  2H + + ½O 2 Der Sauerstoff wird freigesetzt, während die Wasserstoffionen ebenfalls von NADP + aufgenommen werden: NADP + + 2 e – + 2H +   NADPH + H + .  absorbieren absorbere (lat.) = aufsaugen, hinunter- schlürfen, verschlingen  Elektronen die aus ihrer Position gebracht werden, können Arbeit verrichten.  NADP + N ikotinamid- A denin- D inukleotid-P hosphat  Hill-Reaktion Die lichtbedingte Spaltung des Wassers bei der Fotosynthese wird nach ihrem Entdecker, dem britischen Chemiker Robert Hill (1899–1991), auch Hill-Reaktion genannt. 2 e – Chlorophyll ADP + P ATP + 2 H + NADP + NADPH + H + Chlorophyll H 2 O O 2 2 e – 2 e – 12  Jan Ingenhousz 13  Julius Sachs 14  Reaktionen der Fotosynthese zyklischer Elektronentransport A. PRIMÄRREAKTION (lichtabhängig) nichtzyklischer Elektronentransport B. SEKUNDÄRREAKTION (lichtunabhängig) 15  Chloroplasten in Pflanzenzellen ADP + P ATP 2 e – Chlorophyll 16  Primärreaktion – zyklischer Elektronentransport 17  Chloroplast (Schema) 18  Primärreaktion – nichtzyklischer Elektronentransport Nur zu Prüfzwecken – Eigentum des Verlags öbv