{"id":1251,"date":"2020-04-15T10:18:20","date_gmt":"2020-04-15T08:18:20","guid":{"rendered":"http:\/\/bioclips.info\/?page_id=1251"},"modified":"2020-04-24T10:08:25","modified_gmt":"2020-04-24T08:08:25","slug":"lichtreaktion-und-ihre-membranstrukturen","status":"publish","type":"page","link":"https:\/\/bioclips.info\/?page_id=1251","title":{"rendered":"Prim\u00e4rreaktion &#8211; Membranstrukturen und beteiligte Biomolek\u00fcle"},"content":{"rendered":"\n<p>In Chloroplasten wird Licht eingefangen und in chemisch nutzbare Energie umgewandelt. Daf\u00fcr stehen photoautotrophen Organismen in der Thylakoidmembrankomplex angeordnete Biomolek\u00fcle zur Verf\u00fcgung. Kenntnis \u00fcber ihre Struktur und ihre Funktion erleichtert das Verst\u00e4ndnis \u00fcber die genaueren Zusammenh\u00e4nge, die w\u00e4hrend er Lichtreaktion zur Synthese von NADPH und ATP f\u00fchren.<\/p>\n\n\n\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\" \/> Die Seite gibt einen \u00dcberblick \u00fcber die Membranstrukturen und andere Biomolek\u00fcle, die an der Lichtrekation beteiligt sind. Sie soll kurz in die wesentlichen biochemischen Merkmale einf\u00fchren und kann deshalb zum Nachschlagen und als &#8222;Zettelkasten&#8220; zum Lernen verwendet werden.<\/p>\n\n\n\n<p>Abschlie\u00dfend werden die parallel ablaufenden Vorg\u00e4nge &#8222;Elektronentransport und ATP-Synthese&#8220; noch einmal veranschaulicht und erl\u00e4utert. Auf den folgenden Seiten werden die einzelnen Schritte dann genauer besprochen.<\/p>\n\n\n\n<h2 class=\"wp-block-heading\">Membranstrukturen und andere Biomolek\u00fcle der Lichtreaktion<\/h2>\n\n\n\n<h3 class=\"wp-block-heading\">Was sind Photosysteme?<\/h3>\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_thylakoidmembran_01-1.jpg\" alt=\"\" class=\"wp-image-1301\" srcset=\"https:\/\/bioclips.info\/wp-content\/uploads\/2020\/04\/st_a_thylakoidmembran_01-1.jpg 550w, https:\/\/bioclips.info\/wp-content\/uploads\/2020\/04\/st_a_thylakoidmembran_01-1-300x218.jpg 300w\" sizes=\"(max-width: 550px) 100vw, 550px\" \/><figcaption>Membranbestandteile der Thylakoidmembran<\/figcaption><\/figure><\/div>\n\n\n\n<ul><li>Photosysteme sind Transmembrankomplexe aus Proteinen und Blattfarbstoffen<\/li><li>ein Photosystem besteht aus einem Reaktionszentrum und den Begleitpigmenten (Antennenpigmente)<\/li><li>das Rekationszentrum enth\u00e4lt neben Proteinen auch wenige Chlorophyll-a-Molek\u00fclen<\/li><li>im Reaktionszentrum sind nur zwei Chlorophyll-a-Molek\u00fcle (Chlorophyll-a-Dimer) in der Lage Elektronen abzugeben (Vorgang der Ladungstrennung durch Licht), diese Chlorophyll-a-Melek\u00fcle bezeichnet man auch als spezielles Paar<\/li><li>die um das Reaktionszetrum ringf\u00f6rmig angeordneten Pigmentmolek\u00fcle (Chlorophylle \u2013 Carotinoide; Antennenpigmente) bezeichnet man auch als Lichtsammelkomplex, seine Pigmente leiten die Lichtenergie zum Reaktionszentrum<\/li><\/ul>\n\n\n\n<h4 class=\"wp-block-heading\">Photosystem II (680nm)<\/h4>\n\n\n\n<figure class=\"wp-block-image size-large\"><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" width=\"550\" height=\"400\" src=\"https:\/\/bioclips.info\/wp-content\/uploads\/2020\/04\/st_a_thylakoidmembran_02.jpg\" alt=\"\" class=\"wp-image-1302\" srcset=\"https:\/\/bioclips.info\/wp-content\/uploads\/2020\/04\/st_a_thylakoidmembran_02.jpg 550w, https:\/\/bioclips.info\/wp-content\/uploads\/2020\/04\/st_a_thylakoidmembran_02-300x218.jpg 300w\" sizes=\"(max-width: 550px) 100vw, 550px\" \/><figcaption><em>Photosystem II<\/em><\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n<ul><li>mehr als 20 Protein-UE und entsprechende Blattfarbstoffe<\/li><li>das Reaktionszentrum bilden die Proteinkomplexe D1 und D2, sie enthalten Chlorophyll-a-Molek\u00fcle<\/li><li>ein Chlorphyll-a-Dimer im Rekationsztrum kann Elektronen abgeben: spezielles Paar (Ort der Ladungstreung)<\/li><li>im Mn<sub>4<\/sub>-Komplex (Hill-Reaktion) findet die Photolyse statt (<strong>Beitrag zum Protonengradienten<\/strong>)<\/li><li>PS II \u00fcbertr\u00e4gt Elektronen vom Wasser auf Plastochinon<\/li><li>Ph\u00e4ophytin (Chlorophyll ohne Mangnesium) Plastochinon, die fest gebunden sind, \u00fcbertragen Elektronen<\/li><\/ul>\n\n\n\n<h4 class=\"wp-block-heading\">Photosystem I (700nm)<\/h4>\n\n\n\n<figure class=\"wp-block-image size-large\"><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" width=\"550\" height=\"400\" src=\"https:\/\/bioclips.info\/wp-content\/uploads\/2020\/04\/st_a_thylakoidmembran_03.jpg\" alt=\"\" class=\"wp-image-1303\" srcset=\"https:\/\/bioclips.info\/wp-content\/uploads\/2020\/04\/st_a_thylakoidmembran_03.jpg 550w, https:\/\/bioclips.info\/wp-content\/uploads\/2020\/04\/st_a_thylakoidmembran_03-300x218.jpg 300w\" sizes=\"(max-width: 550px) 100vw, 550px\" \/><figcaption><em>Photosystem I<\/em><\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n<ul><li>besteht etwa 14 Polypeptidketten und vielen assoziierten Proteinen und Cofaktoren<\/li><li>Reaktionszentrum diese Systems ist ein Paar \u00e4hnlicher Untereinheiten (psaA; psaB), die um einiges gr\u00f6\u00dfer als die Untereinheiten im Kern des Photosystems II sind; trotzdem scheinen sie homolog zu sein<\/li><li>das spezielle Paar von Chlorophyll-a-Molek\u00fclen hat ein Absoporptionsmaximum von 700nm<\/li><li>die aus der Lichtenergie stammenden energiereichen Elektronen werden ben\u00f6tigt, um NADPH zu reduzieren<\/li><li>Photosystem I verwendet Licht zur Erzeugung von Ferredoxin<\/li><\/ul>\n\n\n\n<h3 class=\"wp-block-heading\">Plastochinon (Q)<\/h3>\n\n\n\n<ul><li>frei in der Membran beweglich (Q-Zyklus; Q\/QH<sub>2<\/sub>-Pool)<\/li><li>Plastochinon (Q): oxidierte Form<\/li><li>Plastochinol (QH<sub>2<\/sub>): reduzierte Form<\/li><li>transportiert Elektronen vom PSII zum Cytochrom-bf-Komplex<\/li><\/ul>\n\n\n\n<h3 class=\"wp-block-heading\">Cytochrom &#8211; bf -Komplex, auch Cytochrom &#8211; b6f -Komplex<\/h3>\n\n\n\n<ul><li>\u00fcbernimmt die Elektronen vom Plastochinol und katalysiert die Reduktion von Plastocyanin<\/li><li>dabei werden H<sup>+<\/sup>&nbsp;in das Thylakoidlumen abgegeben (<strong>Beitrag zum Aufbau des Protonengradienten<\/strong>)<\/li><\/ul>\n\n\n\n<h3 class=\"wp-block-heading\">Plastocyanin<\/h3>\n\n\n\n<ul><li>kleines l\u00f6sliches Kupferprotein im Thylakoidlumen<\/li><li>\u00fcbertr\u00e4gt jeweils ein Elektron vom Cytochrom-bf-Komplex auf das Photosystem I<\/li><\/ul>\n\n\n\n<h3 class=\"wp-block-heading\">Ferredoxin<\/h3>\n\n\n\n<ul><li>eisen- und schwefelhaltiges Protein<\/li><li>Elektronen\u00fcbertr\u00e4ger in der Elektronentransportkette des Photosystems I<\/li><li>enth\u00e4lt ein 2Fe-2S-Cluster<\/li><\/ul>\n\n\n\n<h3 class=\"wp-block-heading\">Ferredoxin-NADP<sup>+<\/sup>-Reduktase<\/h3>\n\n\n\n<ul><li>Flavinenzym (Flavinprotein) mit FAD als prosthetische Gruppe<\/li><li>katalysiert die Elektronen\u00fcbergabe (Reduktion) vom Ferredoxin auf NADP<sup>+<\/sup><\/li><li>existiert es sowohl in thylakoidmembrangebundener als auch l\u00f6slich im Stroma<\/li><\/ul>\n\n\n\n<h3 class=\"wp-block-heading\">ATP-Synthase<\/h3>\n\n\n\n<ul><li>Die ATP-Synthasen von Chloroplasten, Mitochondrien und Prokaryonten sind einander sehr \u00e4hnlich.<\/li><li>Die ATP-Synthese in Chloroplasten (Photophosphorylierung) und Mitochondrien (oxidative Phosphorylierung) sind nahezu identisch.<\/li><\/ul>\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<p><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" width=\"25\" height=\"23\" class=\"wp-image-1329\" style=\"width: 25px;\" src=\"http:\/\/bioclips.info\/wp-content\/uploads\/2020\/04\/uni3.jpg\" alt=\"\"> <a href=\"http:\/\/bioclips.info\/?page_id=1261\">Wie die Prim\u00e4rreaktion abl\u00e4uft<\/a> <\/p>\n\n\n\n<p><\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"<p>In Chloroplasten wird Licht eingefangen und in chemisch nutzbare Energie umgewandelt. Daf\u00fcr stehen photoautotrophen Organismen in der Thylakoidmembrankomplex angeordnete Biomolek\u00fcle zur Verf\u00fcgung. Kenntnis \u00fcber ihre Struktur und ihre Funktion erleichtert das Verst\u00e4ndnis \u00fcber die genaueren Zusammenh\u00e4nge, die w\u00e4hrend er Lichtreaktion zur Synthese von NADPH und ATP f\u00fchren. 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