Photosynthese richtig Flashcards
Wo findet Photosynthese statt?
-Chloroplasten->Grana->Thylakoid-membranen->Reaktionszentren umgeben von antenna(Light harvesting complex)
Was sind die 4 Phasen der Energiespeicherung?
- Lichtabsorption und Bereitstellung durch Lightharvesting complexes(antenna)(sehr sehr schnell)
- primärer Elektronentransport in Reaktionszentren-> sehr schnell
- Energiestablisierung und sekundäre Prozesse
- Synthese und Export stabiler Produkte(langsam)
1-3 Lichtreaktionen aber nur Schritt eins wirklich lichtabhängig
Unterschied bakterielle und pflanzliche Photosynthese?
- Bakterien->anoxygen-> zyklische Elektronentransferkette mit nur einem Reaktionszentrum-> erstellt Protonengradienten
- oxygen: linearer Elektronentransfer mit zwei Photosystemen und somit zwei Lichtgetrieben Elektronentransferschritten->Protonengradient und NADP-Reduktion
Grob: Was machen Photosystem I und II?
- PS II(680)-> Elektronen von Wasser werden entfernt im OEC-> Sauerstoff als Abfall
- Elektronen werden zu PSI(700) geleitet
- >Elektronen reduzieren NADPH im Stroma
- >dabei werden Protonen vom Stroma ins Lumen transportiert(vektorielle Katalyse)
Reaktion im PSII?
- Lichtabsorption durch Chlorphyll->Weiterleitung Energie zu Special pair->Elektron angeregt
- angeregtes Elektron->Reduktionskette->frei bewegliches Quinon zu Quinol->Ladung an P700 weitergeleitet
- innenseite: Elektronen werden durch Wasserspaltungskomplex an Reaktionszentrum nachgeliefert->bei Oxidation entstehende Protonen
- >elektrostatische Aufladung Membran
Was geschieht im Cytochrom b6f-Komplex?
- Elektronen fließen von PS II zu PSI
- katalysiert Elektronenübertragung von Plastochinon (QH2) auf Plastocyanin(Pc)
QH2+2Pc(Cu2+)->Q+Pc(Cu+)+2H+(Protonen in Thylakoidlumen)
1-Hälfte Q-Zyklus-> Plastochinon QH2-> Q oxidiert-> durch Fe-S-Protein-> oxidiertes Pc in reduzierte Form
- Hälfte: Reduktion eines Plastochinon aus Q-Pool zu Plastochinol-> dann Redoxidation und freisetzung 2 Protonen im Thylakoidlumen
Was macht PSI?
-nutzt Elektron von Plstocyaninin und bewegt ein weiteres von P700 zu Ferredoxin über Eisen-Schwefel-Zentren
Wie werden die meisten Photonen absorbiert?
-durch die Antennae(LH) und werden dann weitergegeben zum Special pair
Was geschieht im Oxygen evolving complex?
- Wassern wird zu molekularem Sauerstoff oxidiert-> 4 e entfernt
- Wasser spendet Elektronen und Protonen für Gradient
- e- wird genutzt, um P680 zu rereduzieren
- 4 Elektronen müssen gespeichert werden bevor Sauerstoff freigesetzt werden kann
Was ist wichtig für ein photosynthetisches Reaktionszentrum?
- effiziente Lichtabsorption durch Chromophore
- schnelle und effiziente Ladungstrennung
- schnelle Ladungsdelokalisierung?
Primäre photosynthetische Reaktion?
- Anregung->Abgage des Elektrons auf primären Elektronenakzeptor
- primärer Donor muss extrem stark reduzierend sein, um primären akzeptor zu reduzieren
Wie muss die Energie eines Photons zeitlich genutzt werden? Wie wird dies gemacht und wie muss es gemacht werden, um effizient zu sein?
- zwischen der schnellen absorption-> 1 femptosekunde
und Floureszenz->10^-8 sec
- S1-> Elektronentransfer
- Quantum yield Φ von > 0.99 ->10^-10
- Quanten ausbeute -> Rate der Ladungstrennungen pro absorbierte Photonen
Was versteht man unter Ladungstrennung? Wie wird diese stabilisiert?Problem
- angeregter Zstand S1-> Chlorophyll mehr reduziernd
- gibt Elektron an Oxidationsmittel innerhalb van der Waals radius ab
- verliert Ladung und Akzeptor gewinnt Ladung
- um Distanz zwischen Chlorophyll und primären Akzeptor zu erhöhen und so eine direkte Rereduzierung zu vermeiden-> Abgabe auf zweiten Akzeptor mit positiveren Redoxpotenzial(Drop in Gibbs energy)
- >Energieverlust
Quantum requirement Photosynthese?
-Effizienz Sauerstoff zu generieren-> 27% und quantum efficiency 10??
