Die Dunkelreaktion / lichtunabhängige Reaktion / Calvinzyklus der Photosynthese Abiturwissen

Biology - simply explained
11 May 202207:08

Summary

TLDRDieses 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.

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