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Vorlesung 11: Photosynthese ( Licht Dunkelreaktion, Plastiden, Kohlenstoff Metabolismus, Phloemtransport
Biochemie und Metabolismus: Photosynthese ( Licht Dunkelreaktion, Plastiden, Kohlenstoff Metabolismus, Phloemtransport
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Vorlesung 11: DunkelreaktionNADPH + ATP + CO2 + H2O Zucker (CH2O)n
Photosynthese setzt Lichtenergie in reduzierten Kohlenstoff um
Von energiearm (CO2) zu Energiereich (C6H12O6)
Photosynthese - Kohlenstoffassimilation
,Carboxylierung, Reduktion und Regenerierung
1) CO2 + Ribulose-1,5-biphosphat –Rubisco (Carboxylierung)
2) 3-Phosphoglycerat –Reduktion (ATP->ADP und NADPH+H +->NADP* +P)
3) Triosephosphat (C3 Verbindung)
Regenerierung –(ATP-> ADP) Ribulose-1,5-biphosphat
Ein Teil von Triosephosphat exportiert von Stroma zum Cytosol wird weiter
verstoffwechselt
2 Stoffwechselwege:
1) Oxidativer Pentosephosphatweg- CO2 Produktion und NADPH Synthese z.B. in Wurzel
2) Reduktiver Pentosephosphatweg (CO2 Fixierung, NADPH-Verbrauch)
6x Phosphoglycerat (C3 Produkte), 6ADP+ & Pi, 6NADP + + 6H+,
Fixierung von 3CO2: Herstellung 1 GAP für Biosynthese und Energie
, 5 (Rest) GAP für Regenerierung
Pro fixiertem CO2: 3ATP und 2NADPH
6CO2 + 12 H2O C6H12O6 + 6 O2 + 6 H2O
C4 Zyklus: Mechanismen der CO2 Konzentrierung
Rubisco: Carboxylase & Oxygenase-Aktivität
manche Pflanzen konzentrieren CO2 um Carboxylierung zu fördern, mehr Carboxylierung und
weniger Oxigenierung
1) Durch Enzym PEP
Carboxylase mit
Phosphoenolpuryvat
entsteht C4 Körper
3) Von C4 Körper wird
Kohlendioxid auf
Rubisco abgegeben-
am
Reaktionszentrum,
wo es eine erhöhte
Konzentration von
CO2 erfolgen kann
und dadurch mehr
Carboxylierung.
4) Renegerierung, (mit
Energie) um das C3
Phosphoenolpyruvat
(PEP)
wiederherzustellen
Ergebnis: Erhöhung CO2 am
Ort der Ribisco Aktivität.
Rubisco wird kompetitiv durch O2 gehemmt, PEP Carboxylase (PEPC) aber nicht!
Rubisco katalysier Carboxylierung und Oxygenierung
Carboxylierung: 2x 3-PGA (3-Phospho- glycerat)
Oxygenierung: 1x 3-PGA und 1x 2-PG (2-Phosphoglycolat)
Recycling 2-PG kostet Energie und setzt fixiertes CO2 frei.
Rubisco katalysiert Schlüsselreaktion
Ribulosebiphosphat-Carboxylase: CO2 Fixierung, Grundlage unseres Lebens
Ribulosebiphosphat-Oxygenase: Nebenreaktion mit O2, Photorespiration: Recycling 2-
Phosphoglycolat (Chloroplasten, Mitochondriend, Perixosomen)
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