Die Dunkelreaktion / lichtunabhängige Reaktion / Calvinzyklus der Photosynthese Abiturwissen

Summary

Dieses Video erklärt die 'dunkle Seite' der Photosynthese, auch bekannt als Calvin-Zyklus. Obwohl der Name 'dunkle Reaktion' irreführend klingt, findet sie tagsüber statt. Nach der Lichtreaktion, wo Wasser gespalten und ATP und NADPH gebildet werden, verbraucht der Calvin-Zyklus diese Energie, um aus CO2 organische Verbindungen wie Zucker herzustellen. Dabei werden komplexe chemische Reaktionen durch das Enzym RuBisCO ermöglicht, was letztendlich zur Produktion von Glukose führt.

Takeaways

• 🌿 Die sogenannte 'dunkle Seite' der Photosynthese findet tatsächlich im Licht statt, nicht im Dunkeln.
• 🔍 Die 'Dunkelreaktion' wird auch als Calvin-Zyklus bezeichnet, nach ihrem Entdecker Melvin Calvin.
• 🌱 Die Lichtreaktion und Dunkelreaktion sind beide im Chloroplasten abgeschlossen, wobei die Dunkelreaktion im Stroma stattfindet.
• 💧 Die Lichtreaktion erzeugt ATP und NADPH, die für die Dunkelreaktion benötigt werden.
• 🔗 Die Dunkelreaktion beginnt mit der Fixierung von Kohlenstoffdioxid (CO2) durch das Enzym RuBisCO.
• 🍬 Das RuBisCO verbindet 6 Moleküle CO2 mit 6 Molekülen Ribulose-1,5-Bisphosphat (RuBP), um einen C6-Körper zu bilden.
• 🔄 Der C6-Körper zerfällt in 12 Moleküle von 3-Phosphoglycerat (3-PGA).
• ⚡ Für die Reduktion von 3-PGA zu Glukose werden ATP und NADPH aus der Lichtreaktion benötigt.
• 🌱 Die Regeneration von RuBP erfordert zusätzliche ATP, um einen vollständigen Calvin-Zyklus abzuschließen.
• 🔄 Insgesamt benötigt die Produktion eines Glukose-Moleküls 18 Moleküle ATP und 12 Moleküle NADPH.

Q & A

Was ist die 'dunkle Reaktion' und warum ist der Name irreführend?

Die 'dunkle Reaktion', auch bekannt als Calvin-Zyklus, ist ein Teil der Photosynthese. Der Name ist irreführend, weil sie nicht im Dunkeln stattfindet, sondern am Tag, unabhängig von direktem Licht.

Welche zwei Hauptphasen gibt es in der Photosynthese?

Die Photosynthese besteht aus zwei Hauptphasen: der Lichtreaktion und der Dunkelreaktion. Die Lichtreaktion findet in den Thylakoidmembranen statt, während die Dunkelreaktion im Stroma des Chloroplasten abläuft.

Was passiert während der Lichtreaktion?

Während der Lichtreaktion wird Lichtenergie absorbiert und Wasser gespalten, was zur Freisetzung von Sauerstoff und zur Bildung von ATP und NADPH führt, die für die Dunkelreaktion benötigt werden.

Welche Rolle spielen ATP und NADPH im Calvin-Zyklus?

ATP liefert die notwendige Energie und NADPH stellt die benötigten Elektronen in Form von Wasserstoff bereit, um Kohlenstoffdioxid in Zucker umzuwandeln.

Was ist Ribulose-1,5-bisphosphat (RuBP) und welche Rolle spielt es im Calvin-Zyklus?

Ribulose-1,5-bisphosphat (RuBP) ist ein C5-Zucker, der als Ausgangsmolekül dient. Es bindet Kohlenstoffdioxid und startet den Calvin-Zyklus, indem es ein instabiles C6-Molekül bildet.

Welche Funktion hat das Enzym Rubisco im Calvin-Zyklus?

Das Enzym Rubisco (Ribulose-1,5-bisphosphat-Carboxylase/Oxygenase) katalysiert die Fixierung von CO2 an Ribulose-1,5-bisphosphat, was zur Bildung eines instabilen C6-Körpers führt.

Warum zerfällt der C6-Körper, der im Calvin-Zyklus gebildet wird?

Der C6-Körper, der nach der CO2-Fixierung entsteht, ist instabil und zerfällt daher spontan in zwei Moleküle 3-Phosphoglycerat (3-PGA).

Wie wird 3-Phosphoglycerat (3-PGA) weiterverarbeitet?

3-Phosphoglycerat wird durch ATP und NADPH zu Glycerinaldehyd-3-phosphat (G3P) reduziert. Ein Teil dieses G3P wird zur Zuckerbildung verwendet.

Wie wird Ribulose-1,5-bisphosphat im Calvin-Zyklus regeneriert?

Ribulose-1,5-bisphosphat wird durch eine Serie von Reaktionen, die ATP erfordern, aus den verbleibenden G3P-Molekülen regeneriert, sodass der Zyklus erneut beginnen kann.

Wie viele ATP- und NADPH-Moleküle werden für die Herstellung eines Glukosemoleküls benötigt?

Für die Herstellung eines Glukosemoleküls werden 18 Moleküle ATP und 12 Moleküle NADPH benötigt.