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Lichtgetriebener Elektronentransport in
der Thylakoidmembranführt zu PMK
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PMF enstehtan drei Punkten
•Wasserspaltung im Lumen
•Transport von Protonen vom Strom
azum Lumen
durch Plastochinon
•Aufnahme eines Protons im
Strom
abei der
Reduktion von N
ADP�
Z-Schema der Photosynthese
Ergebnis der Lichtreaktion
•Sauerstoff
•NA
DPH
•PM
F, wird zur Synthese von A
TP genutzt
•ATP und NAD
PH werden gebraucht, um
CO
� zu
fixieren und zu reduzieren (Dunkelreaktion)
Photosystem
II
Phaeophytin
•Pha
eophyt
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Chlor
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Lichtgetriebener Elektronentransport in
der Thylakoidmembranführt zu PMK
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Cytochrom
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Elektronentransport in der
Thylakoidmembran
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Elektronentransportkette
•Elektronen werden in der M
embran durch drei
Komplexe transportiert:
–H
B O–P
hotosy
stem I
I–P
lastoc
hinon
–Cyto
chrom
bC f Ko
mplex
–Plas
tocyan
in–P
hotosy
stem I
–NAD
PH
Photosystem
II
Der M
n-Komplex
•Problem:für die Entstehung von O
D braucht man 2
Wasserm
oleküle, die 4 Elektronen und 4 Protonen
abgeben. Chlorophyll im Reaktionszentrum nim
mt
aber immer nur ein Elektron auf.
•Lösung:Mn-Komplex nimmt 4 Elektronen auf und
gibt diese sukzessive an Chlorophyll im
Reaktionszentrum ab.
Elektronentransport am
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PMK in Chloroplastenund
Mitochondrien
Hohe
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Strom
a.AT
P-Synt
hese:
Oxida
tivePho
sphory
lierung
Photop
hospho
rylieru
ng
Der elektrochemische Gradient
∆µ= ∆E + ∆c
•In Mitochondrien ist die Energie zum Großteil im
elektrischen Potential gespeichert.
•In Chloroplasten
ist die Energie zum Großteil im
chemischen Potential gespeichertef
ghih j
klmnih j
olhkpnqrkmgrkilsgtuh lq
Antennenpigm
ente
•Nur das Chlorophyllpaar im Reaktionszentrumist so
positioniert, dass es Elektronen an die
Elektronentransportkette abgeben kann.
•Chlorophylle der Antennen dienen als „Lichtfänger“,
die die Energie dem Chlorophyll im
Reaktionszentrum zuleiten.
Energietransfer
•von
den C
hlorop
hyllen
der
Anten
nen zu
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rophyl
l im
Reakt
ionsze
ntrum
Energiefallen
•An
geregt
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könne
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zt. •
Das E
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n wird
auf
Phaeop
hytinü
bertrag
en.
Resonanztransfer
Photosystem
e
Schicksal der Energie eines angeregten
Elektrons
•im
Reakt
ionsze
ntrum
:
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yz l{isfkgnrx|unlfeu}ihk
•In d
en An
tennen
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•In
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Chlorophyllfluoreszenz
Welche Komponenten von Photosystem
II kennen Sie
–Kom
ponent
en der
Elekt
ronent
ranspo
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rophyl
l a•P
haeoph
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lastoc
hinon
�
–Ante
nnenpi
gment
e•C
a. 250
–400
Chlor
ophyllm
olekül
e (a un
d b)
•50 C
arotino
ide
Die „Grünlücke“
Carotinoideschließen die Grünlücke
Struktur der Carotinoide
•Ko
njugie
rte Do
ppelbin
dungen
ermögl
ichen
die An
regung
von
Elektr
onen z
wische
n 400
und 50
0 nm (
blauer
Bereic
h)
Vitam
in A und Retionol
•Die
meiste
n Tiere
spalte
n ein M
olekül
ß-Ca
rotini
n zwe
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Vitam
in A•
Durch
Oxida
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r Alko
holgru
ppe zu
r Alde
hydgru
ppeent
steht R
etinal,
das es
sentiel
le Sehp
igment
.
•Bei der Um
wandlung der Energie von 4 „roten“
Photonen können 38% der Energie in Form
von
NADPH + H
� und A
TP gespeichert werden.
•Kann die Energie von 4 „blauen“ Photonen mit dem
gleichen Wirkungsgrad um
gewandelt werden?
Zyklischer Elektronentransport
•Herstellung einer PMK
zur ATP Gewinnung
Zyklischer Elektronentransport führt zur
PMF
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Schwefelpurpurbakterien •H¤ S
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benötig
t.
Grüne Schwefelbakterien
•Elektronenlücke des Photosystems wird durch die
Elektronen des H
¦ S geschlossen.
•Da der Elektronensog des Schwefels nicht so stark ist
wie der des Sauerstoffs, wird nur ein Photosystem
benötigt, d.h. 2 Photonen reichen, um ein M
olekül
NAD
§ zu reduzieren.
•Nicht-zyklischer Elektronentransport
Photosynthese ohne
Sauerstoffentwicklung
•6 CO
¦ + 12 H
¦ O C
¨ H
©¦ O
¨ + 6 O
¦ + 6 H
¦ O
•6 CO
¦ + 12 H
¦ S C
¨ H
©¦ O¨ +
12 S+ 6 H
¦ O
•6 CO
¦ + 12 H
¦ X C
¨ H©¦ O¨ +
12 X+ 6 H
¦ O
Hill-R
eaktion
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