VL 5 Inhalt Flashcards

Question 1

Q

Was ist Photosynthese?

Answer

A

Photosynthese ist ein chemischer, auf chlorophyll-basierender Prozess, der Pflanzen durch Absorption, d.h. dem Einfangen von Lichtenergie, verhilft, über eine Elektronentransportkette chemische Energie zu speichern und letztendlich Kohlenhydrate zu bilden.

Question 2

Q

Gleichung von PS

Answer

A

12 H2O + 6Co2 —> C6H12O6 + 6 02+ 6 H2O

Question 3

Q

2 Phasen der PS

Answer

A

Lichtabh. und Lichtunabh. Reaktion

Licht- abhängige Reaktionen: Licht + Wasser
Licht- unabhängige Reaktionen: CO2 wird zu Glucose umgewandelt

(unvollständig)

Question 4

Q

Wie kann Licht in verwertbare Energie in Pflanzen umgesetzt werden?

Answer

A

Photosynthetisch wirksames Licht wird durch Chlorophyll absorbiert

-> rotes und blaues Licht wird absorbiert, grünes reflektiert

Question 5

Q

Vier Funktionsbereiche der Photosynthese höherer Pflanzen

Answer

A

Absorption
Photochemie
Elektronentransport:
(elektronentransportkette. es wird ein
gradient aufgebaut, der auch ATP
zsmbaut und Redoxpartner erstellt)
Biochemie ( Co2 Fixierung, oxidierter C wird reduziert und in org Substanzen eingebaut)

Question 6

Q

Photosynthesepigmente: Chlorophylle

Answer

A

ist ein zyklisches Tetrapyrol: 4 Pyrolringe aus 4C und 4 N Atomen

-hydrophob durch lange Kohlenwasserstoffkette (Phytolkette)
-> kann dadurch besser in membranständigen Proteinen eingebaut werden
- wichtig für Absorption: Folge der konjugierten Doppelbindungen erlauben lange Absorption, die Weiterverwendung erst ermöglicht

-Abwechselnde C - C = C Bindungen im
Porphyrinring bilden ein System mit
konjugierten Doppelbindungen, die
spezifische Wellenlängen absorbieren.
* Eine lange Kohlenstoffkette, das Phytol,
verankert Chlorophyll in den
membranständigen Proteinen

Question 7

Q

Photosynthesepigmente: Chlorophylle

Answer

A

ist ein zyklisches Tetrapyrol: 4 Pyrolringe aus 4C und 4 N Atomen mit Magnesium als Zentralion

-hydrophob durch lange Kohlenwasserstoffkette (Phytolkette)
-> kann dadurch besser in membranständigen Proteinen eingebaut werden
- wichtig für Absorption: Folge der konjugierten Doppelbindungen erlauben lange Absorption, die Weiterverwendung erst ermöglicht

-Abwechselnde C - C = C Bindungen im
Porphyrinring bilden ein System mit
konjugierten Doppelbindungen, die
spezifische Wellenlängen absorbieren.
* Eine lange Kohlenstoffkette, das Phytol,
verankert Chlorophyll in den
membranständigen Proteinen

Question 8

Q

Unterschied zw Chl a und Chl b

Answer

A

Chl a besitzt am Ring II eine –CH3 Gruppe
und Chl b eine -CHO Gruppe

=> untersch Absorptionsspektrum

Verhältnis 3:1 (a:b)

Question 9

Q

Photosynthesepigmente
Carotinoide

Answer

A

. haben eine Serie von konjugierten Doppelbindungen ,sodass sie sichtbares Licht absorbieren können
-sind akzessorisches Pigment bei der Photosynthese

Question 10

Q

Photosynthesepigmente Phycobilin

Answer

A

In Cyanobakterien und Rotalgen

Phycoerythrobilin (rot) absorbiert blaues und grünes Licht, während Phycocyanobilin (blau) im gelben Licht absorbiert
-> ökologische Nische

Question 11

Q

Absorptionsspektrum eines intakten Blattes und eines Rohextraktes

Answer

A

Blatt hat breiteres Absorptionsspektrum durch Wechselwirkungen,
beim Rohextrakt sind die Maxima deutlicher

Question 12

Q

Welchen Beitrag liefert die Strahlungsabsorption der verschiedenen, im Photosyntheseapparat vorkommenden Pigmente an der Photosynthese?

Answer

A

Aktionsspektrum: Messung der O2-Produktion bei Einstrahlung von Licht verschiedener Wellenlängen, aber gleicher Quantenstromdichte

-Aktionsspektrum stimmt mit Absorptionsspektrum von Blatt überein

Question 13

Q

Angeregtes Molekül im S1 -Optionen

Answer

A

Wärmeumwandlung: Abbau der elektronischen Energie in kinetische Energie.
Fluoreszenz – Emission eines Photons längerer Wellenlänge
Energietransfer: Angeregtes Molekül überträgt die Anregungsenergie strahlungslos zum benachbarten Pigment zB chlorophyll (nur unter leichtem Energieverlust).
Photooxidation – Ein angeregtes Donorpigment (Chlorophyll im Reaktionszentrum) wird oxidiert, in dem es ein Elektron auf ein Akzeptorpigment überträgt, welches dabei reduziert wird.

=> e- Transportkette

Question 14

Q

Funktion des Chlorophylls

Answer

A

1.Lichtabsorption: Mit der Energie des absorbierten Photons werden Elektronen der Pigmente vom Grundzustand S0 auf einen energetisch höheren Zustand, S1 oder S2, gehoben

2.Energietransfer

3.Ladungstrennung Photochemie

Question 15

Q

Chloroplasten

Answer

A

Organellen, in denen die Lichtenergie aufgefangen wird
- Doppelmembran
- Stroma zwischen innerer Hüllmembran und Thylakoiden
- Granathylakoidmembran
- Stromathylakoidmembran
- Lumen: umschlossen von Thylakoidmembran

Question 16

Q

Das Antennenprotein
Light-Harvesting-Chlorophyll
-Binding Protein (LHCP) - Aufbau

Answer

A

Pro LHC II-Monomer:
8 Chl a,
6 Chl b
Insgesamt 4 Xanthophylle: Davon 2 Lutein, 1 Neoxanthin, 1 Violaxanthin

Question 17

Q

Modell eines photosynthetischen Pigmentkollektivs in
einem Antennenkomplex

Question 18

Q

Reaktion der Photosynthese:
1. Excitonischer Energietransfer und Ladungstrennung

Answer

A

Anregungsenergie auf Chlorophyll mit dem Absorptionsmaximum der längsten energieärmsten) Wellenlänge im Reaktionszentrum des Photosystems übertragen
Die primäre photochemische Reaktion, die Ladungstrennung, wird durch ein einziges Chlorophyll (special pair) im Reaktionszentrum des Photosystems durchgeführt

Question 19

Q

REIHENFOLGE DER PROTEINKOMPLEXE

Answer

A

1: PHOTOSYSTEM II
2: CYTOCHROM B6/F COMPLEX
3: PHOTOSYSTEM I
4: ATP SYNTHASE

(UNVOLLSTÄNDIG)

Question 20

Q

grob: Was ist die Funktion und der Aufbau der Antennenkomplexe?

Answer

A

Zwei Antennenkomplexe (je ein Komplex für PSI und PSII), Chlorophyll, Carotinoide, Proteine;
Funktion: Sammeln der Strahlungsenergie und Transfer der excitonischen Anregungsenergie zum Reaktionszentrum

Question 21

Q

PS II : Aufbau und Funktion (grob)

Answer

A

PS II: Proteinkomplex mit HClorophyllen und Plastoquinon, pheophytin, P680

Funktion: Starkes Oxidationsmittel zur Oxidation des Wassers (entzieht e aus dem Wasser), schwaches Redukationsmittel, Elektronentransport zum PSI, Erzeugung von H+ im Lumen

Question 22

Q

Sauerstoff-bildender Komplex/Wasserspaltungsapparat

Answer

A

Teil des PS II, besteht aus Mg-Ca-Cluster

Question 23

Q

PS I : Aufbau und Funktion (grob)

Answer

A

PS I:
Proteinkomplex mit Chlorophyllen, enthält auch Phylloquinon, P700 und Ferredoxin

Funktion: starkes Reduktionsmittel für die Nildung von NADPH+

Question 24

Q

Cytochrom B6/F Komplex- Aufbau und Funktion (grob)

Answer

A

Proteinkomplex mit Metallionen, Fe-S- Kluster

Funktion: Transfer von H+ durch die Thylakoidmembran, vermittelter Elektronentransport zw PS II und PS I

Mobile Elektronencarrier 1.Plastoquinon 2.Plastocyanin

Question 25

Q

ATPase Funktion

Answer

A

Enzymkomplex, der ATP erzeugt durch die chemi-osmotische Energie des Protonengradienten

Question 26

Q

Arrangement der Proteinkomplexe in der Thylakoidmembran

Answer

A

Granathylakoide:enthalten mehr PSII, LHCII and auch den Cytochrom b6/f-complex

Stromathylakoide: enthalten vorwiegend PSI und ATP Synthase, und auch den Cytochrom b6/f-complex, sterische Gründe

Question 27

Q

Wie ist die Lichtabsorption und die Photochemische Redoxreaktion in der Photosynthese organisiert?
und woraus bestehen Lichtsammelkomplexe?

Answer

A

=> durch Lichtsammelkomplexe (LHCs) oder auch Antennenkomplexe

*Chlorophylle sind mit Pigment-bindenden Proteinen des Photosystems verbunden, räumliche Nähe
*Carotenoide in den Antennenkomplexen

Die Chlorophylle in den LHCPs für Lichtabsorption und Energietransfer zum Reaktionszentrum (ca 150 Antennen-pigmente/ Reaktionszentrum).

Carotenoide sind 1. als akzessorische Pigmente und 2. als Schutzpigmente in den Antennenkomplexen eingesetzt.

Question 28

Q