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Die zwei Teile der Photosynthese
Lichtabhängige und lichtunabhängige Reaktionen sind zwei aufeinanderfolgende Reaktionen, die während der Photosynthese auftreten.
Schlüsselpunkte
- Bei lichtabhängigen Reaktionen wird die Energie des Sonnenlichts von Chlorophyll absorbiert und in Form von Elektronenträgermolekülen wie ATP und NADPH in chemische Energie umgewandelt.
- Lichtenergie wird in Photosystemen genutzt I und II, die beide in den Thylakoidmembranen von Chloroplasten vorhanden sind.
- Bei lichtunabhängigen Reaktionen (dem Calvin-Zyklus) werden Kohlenhydratmoleküle aus Kohlendioxid unter Verwendung der chemischen Energie zusammengesetzt, die während des Lichts gewonnen wird. abhängige Reaktionen.
Schlüsselbegriffe
- Photosystem : Eines von zwei biochemischen Systemen, die in Chloroplasten aktiv sind t sind Teil der Photosynthese.
Die Photosynthese erfolgt in zwei aufeinander folgenden Stufen:
- Die lichtabhängigen Reaktionen;
- Das Licht -unabhängige Reaktionen oder Calvin-Zyklus.
Lichtabhängige Reaktionen
Genau wie der Name impliziert, dass lichtabhängige Reaktionen Sonnenlicht erfordern. Bei den lichtabhängigen Reaktionen wird Energie aus dem Sonnenlicht von Chlorophyll absorbiert und in Form des Elektronenträgermoleküls NADPH (Nicotinamidadenindinukleotidphosphat) und des Energiewährungsmoleküls ATP (Adenosintriphosphat) in gespeicherte chemische Energie umgewandelt. Die lichtabhängigen Reaktionen finden in den Thylakoidmembranen im Granum (Stapel von Thylakoiden) innerhalb des Chloroplasten statt.
Die zwei Stufen der Photosynthese : Die Photosynthese erfolgt in zwei Stufen: lichtabhängige Reaktionen und der Calvin-Zyklus (lichtunabhängige Reaktionen). Lichtabhängige Reaktionen, die in der Thylakoidmembran stattfinden, nutzen Lichtenergie, um ATP und NADPH herzustellen. Der Calvin-Zyklus, der im Stroma stattfindet, verwendet Energie, die aus diesen Verbindungen gewonnen wird, um GA3P aus CO2 herzustellen.
Photosystems
Photosysteme I & II : Wie oben erläutert, die Photosysteme Manipulieren Sie Elektronen mit Energie, die aus Licht gewonnen wird.
Der Prozess, der Lichtenergie in chemische Energie umwandelt, findet in einem Multiproteinkomplex statt, der als Photosystem bezeichnet wird. In die Thylakoidmembran sind zwei Arten von Photosystemen eingebettet: Photosystem II (PSII) und Photosystem I (PSI). Jedes Photosystem spielt eine Schlüsselrolle bei der Erfassung der Energie aus dem Sonnenlicht durch Anregung von Elektronen. Diese angeregten Elektronen werden von „Energieträger“ -Molekülen transportiert, die die lichtunabhängigen Reaktionen antreiben.
Photosysteme bestehen aus einem Lichtsammelkomplex und einem Reaktionszentrum. Pigmente im Lichtsammelkomplex leiten Lichtenergie an zwei spezielle Chlorophyll a -Moleküle im Reaktionszentrum weiter. Das Licht regt ein Elektron aus dem Chlorophyll a -Paar an, das zum primären Elektronenakzeptor gelangt. Das angeregte Elektron muss dann ersetzt werden. Im Photosystem II stammt das Elektron aus der Spaltung von Wasser, das Sauerstoff als Abfallprodukt freisetzt. In Photosystem I stammt das Elektron aus der Chloroplasten-Elektronentransportkette.
Die beiden Photosysteme oxidieren unterschiedliche Quellen der niederenergetischen Elektronenversorgung, liefern ihre angeregten Elektronen an unterschiedliche Orte und reagieren auf unterschiedliche Wellenlängen des Lichts .
Lichtunabhängige Reaktionen
Bei den lichtunabhängigen Reaktionen oder dem Calvin-Zyklus werden die angeregten Elektronen aus dem Lichtabhängige Reaktionen liefern die Energie zur Bildung von Kohlenhydraten aus Kohlendioxidmolekülen. Die lichtunabhängigen Reaktionen werden aufgrund der zyklischen Natur des Prozesses manchmal als Calvin-Zyklus bezeichnet.
Obwohl die lichtunabhängigen Reaktionen kein Licht als Reaktanten verwenden (und daher am Tag stattfinden können) oder Nacht) benötigen sie die Produkte der lichtabhängigen Reaktionen, um zu funktionieren. Die lichtunabhängigen Moleküle sind auf die Energieträgermoleküle ATP und NADPH angewiesen, um den Aufbau neuer Kohlenhydratmoleküle voranzutreiben. Nachdem die Energie übertragen wurde, kehren die Energieträgermoleküle zu den lichtabhängigen Reaktionen zurück, um energiereichere Elektronen zu erhalten. Zusätzlich werden mehrere Enzyme der lichtunabhängigen Reaktionen durch Licht aktiviert.
Antwort
Der Mechanismus der Photosynthese kann in zwei Phasen unterteilt werden
1. Lichtreaktion 2. Kohlendioxid-Fixierung / Kohlenstoff-Assimilation (früher als Dunkelreaktion bezeichnet).)
Das Vorhandensein von zwei Phasen im Mechanismus der Photosynthese wurde erstmals von Blackman (1905)
während berichtet Lichtreaktion , photosynthetische Pigmente absorbieren Strahlungsenergie und durchlaufen eine Reihe von photochemischen Reaktionen und wandeln die um eingeschlossene Energie in chemische Energie. welches in Form von NADPH und ATP gespeichert ist. Diese beiden Verbindungen bilden die „Assimilationskraft“ . Die Lichtreaktion ist lichtabhängig und tritt im Grana des Chloroplasten auf. Während der Kohlendioxid-Fixierung wird das bei den Lichtreaktionen erzeugte assimilatorische Poer verwendet zur Reduktion von Kohlenhydraten durch eine Reihe von biochemischen Reaktionen . Diese Phase ist lichtunabhängig und tritt im Stroma des Chloroplasten auf