{"id":1221,"date":"2020-04-14T11:02:13","date_gmt":"2020-04-14T09:02:13","guid":{"rendered":"http:\/\/bioclips.info\/?page_id=1221"},"modified":"2020-04-24T08:40:15","modified_gmt":"2020-04-24T06:40:15","slug":"die-photosynthese-findet-in-den-chloroplasten-statt","status":"publish","type":"page","link":"https:\/\/bioclips.info\/?page_id=1221","title":{"rendered":"Die Photosynthese findet in den Chloroplasten statt"},"content":{"rendered":"\n<div class=\"wp-block-group\"><div class=\"wp-block-group__inner-container is-layout-flow wp-block-group-is-layout-flow\">\n<div class=\"wp-block-group has-background\" style=\"background-color:#f0f0f0\"><div class=\"wp-block-group__inner-container is-layout-flow wp-block-group-is-layout-flow\">\n<p>Die an der Lichtreaktion beteiligten Strukturen befinden sich in den Thylakoidmembranen der Chloroplasten. Bei der Lichtreaktion kann man zwei Reaktionen beobachten, die parallel ablaufen. Bei der ersten Reaktion erzeugt ein lichtgetriebener Elektronentransfer NADPH sowie einen Protonengradient. Dabei entsteht als &#8222;Abfallprodukt&#8220; Sauerstoff. In der zweiten Reaktion bewirkt der Protonengradient der Erzeugung von ATP (Photophosphorylierung).<\/p>\n\n\n\n<p>Der Aufbau und die Anordnung der Membranstrukturen sind die Voraussetzung f\u00fcr Effizienz dieser nat\u00fcrlichen &#8222;Photovoltaikanlage&#8220;. Kenntnisse \u00fcber die strukturellen Zusammh\u00e4nge wiederum sind die Voraussetzung f\u00fcr unser Verst\u00e4ndnis \u00fcber die Funktion der Lichtreaktion.<\/p>\n<\/div><\/div>\n<\/div><\/div>\n\n\n\n<div class=\"wp-block-group\"><div class=\"wp-block-group__inner-container is-layout-flow wp-block-group-is-layout-flow\">\n<div class=\"wp-block-group has-background\" style=\"background-color:#d4d34d\"><div class=\"wp-block-group__inner-container is-layout-flow wp-block-group-is-layout-flow\">\n<p><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" width=\"20\" height=\"20\" class=\"wp-image-961\" style=\"width: 20px;\" src=\"http:\/\/bioclips.info\/wp-content\/uploads\/2018\/12\/favicon.jpg\" alt=\"\" srcset=\"https:\/\/bioclips.info\/wp-content\/uploads\/2018\/12\/favicon.jpg 512w, https:\/\/bioclips.info\/wp-content\/uploads\/2018\/12\/favicon-150x150.jpg 150w, https:\/\/bioclips.info\/wp-content\/uploads\/2018\/12\/favicon-300x300.jpg 300w\" sizes=\"(max-width: 20px) 100vw, 20px\" \/> Was sind das f\u00fcr Membransstrukturen, die an der Lichtreaktion beteilgt sind und welche Funktion haben?<\/p>\n\n\n\n<p>Wie sind sie in der Thylakoidmembran angeordnet und wie l\u00e4sst sich die Anordnung begr\u00fcnden?<\/p>\n\n\n\n<p>Mehr dazu findet man dann auf der Seite Lichtreaktion und ihre Membranstrukturen &#8211; ein vertiefender \u00dcberblick.<\/p>\n<\/div><\/div>\n<\/div><\/div>\n\n\n\n<h2 class=\"wp-block-heading\">Der Chloroplast<\/h2>\n\n\n\n<div class=\"wp-block-image\"><figure class=\"aligncenter size-large\"><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" width=\"550\" height=\"400\" src=\"https:\/\/bioclips.info\/wp-content\/uploads\/2020\/04\/st_a_chloroplast_2.jpg\" alt=\"\" class=\"wp-image-1222\" srcset=\"https:\/\/bioclips.info\/wp-content\/uploads\/2020\/04\/st_a_chloroplast_2.jpg 550w, https:\/\/bioclips.info\/wp-content\/uploads\/2020\/04\/st_a_chloroplast_2-300x218.jpg 300w\" sizes=\"(max-width: 550px) 100vw, 550px\" \/><\/figure><\/div>\n\n\n\n<ul><li>Chlorplasten haben eine Doppelmembran.<\/li><li>Zwischen innerer (f) und \u00e4u\u00dferer (g) Membran befindet sich der Intermembranraum (a).<\/li><li>Die innere Membran umgibt das Stroma (h): Ort der Dunkelreaktion.<\/li><li>Thylakoide sind Membranstrukturen (abgeflachte S\u00e4cke, Scheiben), die das Stroma ausf\u00fcllen und bei den meisten Pflanzen als Grana-Thylakoide (gestapelt) und Stromathylakoide (ungestapelt) vorkommen:<ul><li>Granum (c): Scheibenstapel, Bereich dicht gepackter Thylakoide (alle Bereiche dichter Stapelung bezeichnet man als Grana; Grana-Thylakoide)<\/li><li>Stromathylakoide (b): nicht gestapelte Bereiche, l\u00e4nglich flach<\/li><\/ul><\/li><li>Stromathylakoide verbinden die Grana &#8211; Bereiche.<\/li><li>Die Thylakoidmembranen trennen den Thylakoidraum (Thylakoidlumen) vom Stromaraum.<\/li><li>Chloroplasten besitzen drei Membranen: \u00e4u\u00dfere Membran (g), innere Membran (f) und die Thylakoidmembran (d).<\/li><li>Die Thylakoide entstehen wahrscheinlich durch Einst\u00fclpung (Einfaltung) der inneren Membran.<\/li><li>Die Thylakoidmembranen enthalten die Komponenten f\u00fcr die Lichtreaktion: lichtsammelnde Proteine, die Reaktionssysteme II und I, die Elektronentransportkette sowie die ATP-Synthase.<\/li><li>Die innere Membran und die Thylakoidmembran sind f\u00fcr die meisten Molek\u00fcle und Ionen nicht durchl\u00e4ssig.<\/li><li>Die \u00e4u\u00dfere Membran ist f\u00fcr kleine Molek\u00fcle und Ionen hoch permeabel.<\/li><li>Das Stroma enth\u00e4lt Enzyme, die im Calvin-Zyklus mittels NADPH und ATP Kohlendioxid in Glukose umwandeln<\/li><\/ul>\n\n\n\n<h2 class=\"wp-block-heading\">Die r\u00e4umliche Anordnung der Photosynthesekomponenten in der Thylakoidmembran<\/h2>\n\n\n\n<p style=\"background-color:#ffbfbf\" class=\"has-background\">Schulb\u00fccher zeigen in der Regel eine lineare Anordnung der an der Lichtreaktion beteiligten Membranstrukturen. Dabei handelt es sich um eine funktionelle Anordnung, die den Reaktionsblauf verdeutlichen soll. In Wirklichkeit sind die Membranstrukturen auf verschiedene Bereiche verteilt. Das hat seine Gr\u00fcnde.<\/p>\n\n\n\n<ul><li>Die Granathylakoidmembranen enhalten das Photosystem II.<\/li><li>Die Stromathylakoidmembranen enthalten haupts\u00e4chlich das PS I und die ATP-Synthase.<\/li><li>Der Cytochrom b6f Komplex ist in beiden Thylakoid-Bereichen gleichm\u00e4\u00dfig zu finden, er kann sich sehr schnell in bzw. zwischen&nbsp;beiden Bereichen bewegen.<\/li><li>Gleiches gilt f\u00fcr die beweglichen Elektronentransporteure Plastochinon (ist in der Membran frei beweglich) und Plastocyanin (Pc; ist mit Tyhlakoid-Lumen frei beweglich).<\/li><li>das gemeinsame Thylakoidlumen erm\u00f6glicht die Nutzung der vom PSII im Granabereich freigesetzten Protonen durch die ATP-Synthase, die sich weit entfernt in den ungestapelten Bereichen befindet<\/li><\/ul>\n\n\n\n<div class=\"wp-block-image\"><figure class=\"aligncenter size-large\"><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" width=\"550\" height=\"400\" src=\"https:\/\/bioclips.info\/wp-content\/uploads\/2020\/04\/st_a_chloroplast_3.jpg\" alt=\"\" class=\"wp-image-1223\" srcset=\"https:\/\/bioclips.info\/wp-content\/uploads\/2020\/04\/st_a_chloroplast_3.jpg 550w, https:\/\/bioclips.info\/wp-content\/uploads\/2020\/04\/st_a_chloroplast_3-300x218.jpg 300w\" sizes=\"(max-width: 550px) 100vw, 550px\" \/><\/figure><\/div>\n\n\n\n<h3 class=\"wp-block-heading\">Weshalb befinden sich das PSI und die ATP-Synthase&nbsp;in den ungestapelten Bereichen?<\/h3>\n\n\n\n<p>Eigentlich w\u00fcrde man erwarten, dass aufgrund des funktionellen Zusammenhangs PS II und PS I nah beieinanderliegen. Dem ist aber nicht so. Das PS I befindet sich ebenso wie die ATP-Synthase in den Stromathylakoiden.<\/p>\n\n\n\n<p>Der direkte Kontakt zum Stroma erleichtert den Zugang von NADP<sup>+<\/sup> und ADP, auch w\u00e4re es f\u00fcr den relativ gro\u00dfen Proteinkomplex der ATP-Synthase in den Granathylakoiden zu eng.<\/p>\n\n\n\n<p>Die dicht gestapelten Granathylakoide sind f\u00fcr das PS II kein Problem, Wasser ist aufgrund seiner Gr\u00f6\u00dfe ausreichend verf\u00fcgbar und Plastochinon kann sich aufgrund seiner lipophilen Eigenschaften in der Membran frei bewegen.<\/p>\n\n\n\n<h3 class=\"wp-block-heading\"><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" width=\"20\" height=\"20\" class=\"wp-image-1327\" style=\"width: 20px;\" src=\"http:\/\/bioclips.info\/wp-content\/uploads\/2020\/04\/Pfeil.jpg\" alt=\"\" srcset=\"https:\/\/bioclips.info\/wp-content\/uploads\/2020\/04\/Pfeil.jpg 512w, https:\/\/bioclips.info\/wp-content\/uploads\/2020\/04\/Pfeil-300x300.jpg 300w, https:\/\/bioclips.info\/wp-content\/uploads\/2020\/04\/Pfeil-150x150.jpg 150w\" sizes=\"(max-width: 20px) 100vw, 20px\" \/> Auf dem Lernpfad<\/h3>\n\n\n\n<ul><li><a href=\"http:\/\/bioclips.info\/?page_id=1228\">Prim\u00e4rreakton &#8211; Lichtreaktion der Photosynthese<\/a><\/li><\/ul>\n\n\n\n<p><\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"<p>Die an der Lichtreaktion beteiligten Strukturen befinden sich in den Thylakoidmembranen der Chloroplasten. Bei der Lichtreaktion kann man zwei Reaktionen beobachten, die parallel ablaufen. Bei der ersten Reaktion erzeugt ein lichtgetriebener Elektronentransfer NADPH sowie einen Protonengradient. Dabei entsteht als &#8222;Abfallprodukt&#8220; Sauerstoff. In der zweiten Reaktion bewirkt der Protonengradient der Erzeugung von ATP (Photophosphorylierung). 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