Photosynthese: C3, C4 Pflanzen, Faktoren und Definitionen

C4-Pflanzen

Für jede CO2-Fixierung hat der C4-Metabolismus eine höhere Energiedichte als C3. Die Kosten betragen 5 ATP und 2 NADPH. C4-Pflanzen sind angepasst an tropische, subtropische, relativ trockene Gebiete mit heller Beleuchtung und hoher Temperatur. Sie können hohe und niedrige relative Luftfeuchtigkeit aushalten. Diese Pflanzen fixieren alles CO2 mit Carboxylat-PEP und pumpen es dann in die Scheidenzellen.

C3-Pflanzen

C3-Pflanzen verbrauchen 3 ATP und 2 NADPH und sind an gemäßigte Klimazonen mit nicht sehr hohen Temperaturen und hoher relativer Luftfeuchtigkeit angepasst.

Exogene Faktoren, die die Photosynthese beeinflussen

Lichtintensität, die Konzentration von CO2 und O2, Temperatur, Verfügbarkeit von Wasser und Nährstoffen.

Endogene Faktoren, die die Photosynthese beeinflussen

Typ (C3, C4 oder CAM-Pflanze), Stomatadichte, Blattfläche, Blattalter, Hormonspiegel, andere zelluläre Stoffwechselvorgänge (Atmung und Photorespiration).
FN = FB - (FR + MR)

FN

Netto-Photosynthese

FB

Brutto-Photosynthese

FR

Photorespiration

RM

Mitochondriale Atmung

Phycoerythrin

Ein akzessorisches Pigment in roten und blauen Algen, ebenso wie Phycocyanin, beides Terrapirrol-Verbindungen.

Terrapirrol

Ein Grundkörper, der Porphyrin enthält, welches in Chlorophyll, Hämoglobin und Cytochromen vorkommt.
Das charakteristische Chromophor von Chlorophyll entsteht durch die konjugierten Doppelbindungen, die durch die Vereinigung der Pyrrolringe durch Methin-Gruppen gebildet werden.

Phytol

Eine Kette aus 20 Kohlenstoffatomen mit einer Doppelbindung. Der Phytol-Schwanz verleiht dem Chlorophyll seine wachsartige Natur und erklärt die Wasserunlöslichkeit des Pigments.

Hydrophob

Wasserunlöslich

Porphyrin

Der Kern hat eine Affinität zu Wasser.
Anregungsenergie kann verloren gehen:

1. Als Wärme, wenn das Elektron in den Ausgangszustand zurückkehrt.
2. Als Fluoreszenz und Wärme.
3. Wird für die Photosynthese verwendet.

Reaktionszentrum

Besteht aus einem Chlorophyll-a-Molekül, das mit Proteinen und speziellen Membrankomponenten verbunden ist. Die Photosynthese hat zwei davon: Photosystem I und Photosystem II.
- Die Energie wandert von einem Pigment zum anderen, bis sie das Reaktionszentrum erreicht. -
- Das Aktionsspektrum dient dazu, die Pigmente zu identifizieren. -
- Alle Arten haben große Peaks im roten Bereich und einen kleineren im blauen Bereich. -
- Daraus lässt sich schließen, dass Photosystem I und II Lichtenergie nutzen, um H2O zu oxidieren und kooperativ zwei Elektronen auf NADP+ zu übertragen, wodurch NADPH entsteht.
- Oder Asparaginsäure decarboxyliert zu Äpfelsäure, um C02 und Brenztraubensäure zu produzieren. --
Endo ---> wird absorbiert; exo ----> wird freigesetzt; Gonic = Energie.

Emerson-Effekt

Kurzwelliges rotes Licht sorgt dafür, dass die Photosyntheserate bei längeren Wellenlängen größer ist als bei nur einer Wellenlänge.

P680

Ein reaktives Dimer-Molekül, dessen Elektron zu einem primären Elektronenakzeptor im Photosystem II gelangt.

Reduktion von CO2

Wird verwendet, um ATP und NADPH zu nutzen, um Kohlenstoff (C02) zu einem einfachen Zucker zu reduzieren. Dieser Prozess hat zur Bildung eines Kohlenstoffgerüsts geführt. Die Kohlenstoffbindung ist die Möglichkeit, ohne Licht zu arbeiten. Die chemische Umwandlung ist nicht direkt mit den beiden Lichtreaktionen verbunden.

Calvin-Zyklus

Findet im Stroma der Chloroplasten statt und ist eine Reihe von Reaktionen, bei denen CO2 zu Kohlenhydraten reduziert wird. Es ist die zweite Phase der Photosynthese.

Metabolismus

Zuerst wird CO2 an Brenztraubensäure oder Pyruvat gebunden, um eine 4-Kohlenstoff-Verbindung zu bilden.

Oxalacetat-Säure

Ein Zwischenprodukt des Krebszyklus.

Anaerobe Gärung

Ohne O2

Autotrophe

Zellen und Organismen benötigen keine externe Versorgung mit oxidierbaren Stoffen.

Krebszyklus

Eine Phase der Zellatmung, in der Acetylgruppen zu CO2 abgebaut werden und ATP gebildet wird.

Absorptionsspektrum

Das charakteristische Muster der Wellenlängen des Lichts, das von einem Pigment absorbiert wird.

Wirkungsspektrum

Identifiziert, welche Wellenlängen eine bestimmte Reaktion auslösen.

Phytochrome

Pflanzenpigment, das als Fotorezeptor für rotes Licht oder Infrarot an der Entwicklung der Blüte, Keimruhe und Keimung beteiligt ist.

Fotoplankton

Mikroskopische Organismen, die Photosynthese betreiben und frei im Wasser leben.

Photon

Elementarteilchen des Lichts.

Hydrophil

Hat eine Affinität zu Wasser. Gilt für polare Moleküle.

Hydrophob

Hat keine Affinität zu Wasser.

Pigment

Eine Substanz, die Licht in einer bestimmten Gruppe von Wellenlängen absorbiert.

Plasto

Zytoplasmatische Organellen, oft pigmentierte Zellen.