Fotosynthese und Zellatmung - Zusammenfassung

Fotosynthese

Benötigte Elemente für die Fotosynthese

Sonnenlicht
Chlorophyll
Wasser
Kohlenstoffdioxid

Produkte der Fotosynthese

Sauerstoff ( $O_2$ )
Glucose (Traubenzucker) ( $C<em>6H</em>{12}O_6$ )

Fotosynthesegleichung (Nettogleichung)

$6H<em>2O + 6CO</em>2 + Licht \rightarrow 6O<em>2 + C</em>6H<em>{12}O</em>6$ (AH=-2870 kJ/mol)

Plastidentypen und Farbstoffe

Chloroplasten
Thylakoidmembran
Chlorophyll

Chlorophyll

Standort: Blätter
Funktion: Absorption von Anteilen des sichtbaren Sonnenlichts und Umwandlung in biochemische Energie.

Fotosystem

Bestandteil: Chlorophyll
Funktion: "Licht erntende" Einheit; Verschiebung von Elektronen.

Lichtabsorbierende Systeme

Photosystem I
Photosystem II

Absorptionsmaximum des Reaktionszentrums

Photosystem I: 700 Nanometer
Photosystem II: 680 Nanometer

Teilreaktionen der Fotosynthese

Lichtreaktion
Dunkelreaktion (Calvin-Zyklus)

Lichtreaktion

Energie wird genutzt, um ATP und NADPH zu erzeugen.

Dunkelreaktion (Calvin-Zyklus)

Traubenzucker (Glucose) entsteht.
ATP wird abgebaut.
NADPH wird abgebaut.

Zellatmung

Definition

Energieliefernder Stoffwechsel unter aeroben Bedingungen (in Anwesenheit von Sauerstoff).

Phasen der Zellatmung

Glykolyse
Oxidative Decarboxylierung
Zitronensäurezyklus (Krebszyklus)
Endoxidation

1) Glykolyse

Ort: Zytoplasma
Beschreibung: Schrittweiser Abbau von Traubenzucker (C6-Körper) zu Brenztraubensäure (C3-Körper).
Ergebnis: ATP-Bildung, Freisetzung von Wasserstoff, der an NAD gebunden wird, wodurch NADH entsteht.

2) Oxidative Decarboxylierung

Ort: Mitochondrien
Bedingung: Gegenwart von Sauerstoff
Beschreibung: Abspaltung von Kohlenstoffdioxid ( $CO_2$ ) und Wasserstoff von Brenztraubensäure, wodurch 2 C2-Körper (Acetyl-Coenzym A) entstehen.
Acetyl-Coenzym A: Wichtige Schlüsselsubstanz im Stoffwechsel.

3) Zitronensäurezyklus (Krebszyklus)

Ort: Mitochondrien
Beschreibung: Acetyl-Coenzym A (C2-Körper) verbindet sich mit Oxalessigsäure (C4-Körper) zur Zitronensäure (C6-Körper). In weiteren Stoffwechselschritten wird die Zitronensäure unter Wasserzutritt wieder zur Oxalessigsäure umgewandelt, wobei Kohlenstoffdioxid ( $CO_2$ ) und Wasserstoff abgespalten werden. Der abgespaltene Wasserstoff wird auf NAD übertragen, wodurch NADH entsteht.

4) Endoxidation

Ort: Mitochondrien (an Atmungskette gebunden)
Beschreibung: Elektronen-Transport vom energiereichen NADH zum Sauerstoff (aus der Atemluft). Entstehende Sauerstoff-Ionen verbinden sich mit freigesetzten Wasserstoff-Ionen zu Wasser. Schrittweise Energieabgabe.
Ergebnis: ATP-Bildung.

Coenzyme

Beispiele: NAD (Nicotinamid-Adenin-Dinukleotid) und NADH
Funktion: Für das Funktionieren von Enzymen erforderlich.

Enzyme

Beschreibung: Proteine
Funktion: Steuerung bzw. Regulierung des Stoffwechsels.