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