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Fachbereichsarbeit

Die Dunkelreaktion der Photosynthese

559 / ~8 sternsternsternsternstern_0.5 Konrad Z. . 2011
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Fachbereichsarbeit
Biowissenschaften

AMG Köln

2011, Walters

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ID# 11035







Projektarbeit

Die Dunkelreaktion der Photosynthese

Biologie GK 2


Inhaltsverzeichnis


1. Einleitung S. 3

1.1 Allgemeine Begriffserklärung S. 3

1.2 Nicht ganz korrekte Namensgebung S. 3


2. Ablauf der Dunkelreaktion S. 4

2.1 Der Calvin-Zyklus S.5

2.1.1 Synthesephas S.5

2.1.2 Reorganisationsphase S.6


3. Internetquellenangaben S. 7


1. Die Dunkelreaktion der Photosynthese


1.1 Allgemeine Begriffserklärung


Die Dunkelreaktion, sowohl Sekundärreaktion als auch lichtunabhängige Reaktion genannt, ist Teil der Photosynthese.


1.2 Nicht ganz korrekte Namensgebung

Die Namensgebung „Dunkelreaktion“ ist eigentlich nicht ganz korrekt, da die Prozesse zwar abgesondert von der so genannten „Lichtreaktion“ der Photosynthese statt finden, jedoch werden für die Reaktion ATP und NADPH aus der Lichtreaktion benötigt, findet die Dunkelreaktion nicht im Dunkeln statt und ist also indirekt vom Licht abhängig.

Deshalb wird die „Dunkelreaktion“ auch als Sekundärreaktion oder lichtunabhängige Reaktion der Photosynthese bezeichnet.


2. Ablauf der Dunkelreaktion


Kohlendioxid wird um mehrere Oxidationsstufen reduziert. Es wird jeweils von zwei O-Atomen eines abgespalten, wobei jedoch zwei H-Atome dazukommen. Das Endprodukt der Dunkelreaktion, die Glucose, besteht aus sechs H-C-OH - Einheiten, die jeweils über C-C-Einfachbindungen miteinander verbunden sind.


Schaut man sich jetzt genauer den Ablauf der Dunkelreaktion der Photosynthese an (Siehe Abbildung 1), so erkennt man das Kohlendioxid an einen C5-Körper gebunden wird, wodurch ein C6-Körper entsteht. Jedoch ist dieser von seinem Aufbau, chemisch Abb. 1 Calvin-Zyklus

Von den insgesamt 12 reduzierten C3-Körpern werden zwei aus dem Zyklus entfernt. Aus diesen wird Glucose hergestellt. Die übrig gebliebenen 10 C3-Körper werden während eines schwierigen Prozesses wieder zu 6 C5-Körpern umgewandelt. Schließlich werden die C5-Körper unter Aufnahme einer Phosphatgruppe aus ATP derart aktiviert, dass sie Kohlendioxid anlagern können.



2.1 Der Calvin-Zyklus

Der so genannte Calvin-Zyklus besteht aus zwei Phasen. Zum einen aus der Synthesephase, in der die Glucose hergestellt wird, und zum anderen aus der Reorganisationsphase, in der der Akzeptor für das Kohlendioxit wieder hergestellt wird.


2.1.1 Synthesephase

Der Akzeptor für das Kohlendioxid, Ribulose-1,5-diphosphat, ist ein zuckerähnliches Molekül mit 5 C-Atomen. Durch 2 Phosphatgruppen ist dieses Molekül sehr energiereich und kann so sehr leicht Kohlendioxid anlagern.

Daraufhin entsteht ein C6-Körper, der durch seine Unstabilität in zwei Phospho-Glycerat-Moleküle zerfällt. Zum einen in Phospho-Glycerat und Phospho-Glycerinsäure. (Siehe Abbildung 2)

(Glycerat-phosphat)

(Glycerinaldehyd-3-phosphat)

Bei der genannten Reaktion werden jeweils pro Molekül (Phospho-Glycerat), je ein ATP und ein NADP H+. Das entstehende

Produkt ist Glycerinaldehyd-3-Phosphat. Durch das anlagern von insgesamt 6 Kohlendioxidmoleküle an 6 Ribulose-1.5-diphosphat-Moleküle, stehen schließlich 12 Glycerinaldehyd-3-phosphat-Moleküle zur Verfügung. Jedoch werden von diesen 12 C3-Körpern zwei, für die Synthese von Glucose abgezogen.


 

2.1.2 Reorganisationsphase

Aus 4 C3-Körpern und zwei C6-Körper, wird Fructose-1,6-diphosphat gebildet.



Durch zwei weitere C3-Körper und längst vorhandenen beiden C6-Körpern bilden sich zwei C4-Körper. (Siehe Abbildung 3). Erythrose-4-Phosphat und zwei C5-Körper Ribulose-5-Phosphat. (Siehe Abbildung 4).


Des weiteren regieren die beiden C4-Körper mit zwei weiteren C3-Körpern zu zwei C7-Körpern. Das entstandene Produkt ist zum einen Sedoheptulose-1,7-diphosphat und zum anderen Ribulose-5-Phosphat.

Schließlich reagieren die beiden C7-Körper mit den letzten C3-Körpern zu vier C5-Körpern, es entsteht wiederum Ribulose-5-Phosphat.

Schließlich sind nun alle zehn C3-Körper aufgebraucht, wodurch nun insgesamt sechs Moleküle Ribulose-5-Phosphat hergestellt worden. Es handelt es sich um die Vorstufe des Kohlendioxid-Akzeptors. Unter Verbrauch von 6 ATP entstehen sechs Moleküle Ribulose-1,5-diphosphat.

 

3. Quellenangaben

Internetquellenangaben

Literaturliste

Brockhaus


Bildquellen

Alle Abbildungen stammen von


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