Die Photosynthese - zusammenfassender Rückblick · 10= Magnesium-Chelatase 15=...

Die Photosynthesey- zusammenfassender Rückblick

Hendrik Küpper, Vorlesungsreihe “Einführung in Bau und Funktion der Pflanzen”, Sommersemester 2012

Photosynthese auf der Welt

globale Photosynthese-Verteilung globaler Kohlenstoff-Kreislauf incl. anthropogener Einflüsse

Von: Numerical Terradynamic Simulation Group (http://www.ntsg.umt.edu/), übersetzt

Mediane brutto-PS

Geschichte der Photosynthese einige wichtige Meilensteine der Erforschung

Nur sichtbares Licht wird für die Photosynthese benutzt

E = h * η / λE = h η / λ

BiosynthesenPhycobilineHäme PhycobilineHäme

9= Protoporphyrinogen IX-Oxidase (PPOX)

10= Magnesium-Chelatase15= Chlorophyll-Synthase16 = Chlorophyllide a

oxygenase (CAO)oxygenase (CAO)17 = Chlorophyllase

Aus: Tanaka R, Tanaka A (2007) Ann Rev Plant Biol 58, 321-346

Abstimmung der Absorptionsbanden

Aus: Lawlor DWLawlor DW

(1990) Thieme, Stuttgart,

377S377S

Aus: Barber J (1978) Rep Prog Phys

41 1158-9941, 1158-99

Was passiert, wenn Chlorophyll Licht absorbiert?

S2S2

Wärmeabgabe

S1T1Wärmeabgabe

h·ν

h νAbsorption

WärmeabgabePhosphoreszenz

Photochemie

h·νAbsorption

Fluoreszenz

WärmeabgabeWärmeabgabe

S0

Chlorophyll

Carotinoide schützen gegenschützen gegen

Oxidation

Xanthophyllzyklus - die Umwandlung von y y gViolaxanthin über Antheraxanthin zu Zeaxanthin

Zeaxanthin-Epoxidase

Violaxanthin-De-Epoxidase

ist LichtsammelantenneEpoxidaseDe Epoxidase

Zeaxanthin-Epoxidase

Violaxanthin-De-Epoxidase

Aus: Commons.wikimedia.org (vereinfacht)

wandelt von Anregungsenergie in Wärme um

Energieübertragung

D* A

V l i h d A t tVergleich der Antennensysteme

GrüneSchwefelbakterien

Cyanobakterien,Rotalgen

PurpurbakterienHöhe Pflanzen,Grünalgen

Aufbau von Reaktionszentren

Von: aslo.com, jgi.doe.gov

Vergleich der ReaktionszentrenPurpurbakterien Photosystem II Grüne SchwefelbakterienPhotosystem I

Phäophytin Fe-S-Typp y-Chinon-Typ

yp

Von: www.els.net, curtbowen.smugmug.com

Von: aslo.com, jgi.doe.gov

Ladungstrennung, Elektronenflüsse in Reaktionszentren

PSII-580 mV

PSI-520 mV

-800 mV

-705 mV

-1000 mV

+430 mV

PSII-Herbizide

Von: plantsinaction.science.uq.edu.au

Elektronenübertragung zu / zwischen / nach den Reaktionszentren der Cyanos/Algen/PflanzenReaktionszentren der Cyanos/Algen/Pflanzen

Regulation des Elektronentransports

anoxygene ygPhotosynthese

C3-Weg der CO2-Fixierung (Photosynthese-Dunkelreaktion) Calvin-Zyklus = reduktiver Pentosephosphat-ZyklusCalvin Zyklus reduktiver Pentosephosphat Zyklus

Aus: de.wikipedia.org

Carboxylierungsreaktion in Ribulosebisphosphat-Carboxylase (RuBisCo)p p y ( )

oberes 3-Phospho-

glyceratglyceratCarboxyl-Intermediat

unteres 3-Phospho-

glyceratAus: Gutteridge S , Pierce J PNAS 2006;103:7203-7204,

Reaktionsablauf gut beschrieben bei biologie.uni-hamburg.de

Rubisco also Oxgenase, C4-PhotosyntheseCarboxylase

3-Phosphoglycerat (2x)

Oxygenase2-Phosphyglyceratp yg y

3-Phosphoglycerat

Photorespiration (Lichtatmung) Regeneration zu 3-Phosphoglycerat über „Glycolatweg“

Mesophyllzelle Leitbündelscheidezelle

MalatOxalacetat

M l t

MDH MalatOxal-acetat

Chloroplast

PyruvatPyruvat

Malatenzym

Chl l t

Chloroplast

Schema von : http://wikipedia.org, modifiziert

yChloroplast

CytosolCytosol

Vergleich C4- und CAM-Photosynthese

räumliche Trennung zeitliche Trennungräumliche Trennung zeitliche Trennung

Mesophyllzelle nachts

Mesophyllzelle

Leitbündel-scheidezelle tagsüber

Schema von: http://www.guidobauersachs.de

Falls Sie jetzt die Photosynthese für nicht existent erklären wollen wenden Sie sich an folgende Webseiteerklären wollen, wenden Sie sich an folgende Webseite

;-)

Alle Dias meiner Vorlesungen können von meiner gArbeitsgruppen-Homepage heruntergeladen werden:

www.uni-konstanz.de FB Biologie Arbeitsgruppen Küpper

oder direktoder direkt

http://www.uni-konstanz.de/FuF/Bio/kuepper/Homepage/AG_Kuepper_Homepage.html