SEW - lern-soft-projekt

P680 gibt das angeregte Chlorophyll die energiereichen Elektronen an nachfolgende Redoxsysteme
ab. Das Chlorophyll selbst wird dadurch positiv geladen und kann wieder Elektronen
aus der nachlaufenden Redoxkette des Photosystems 680 aufnehmen.
Für die angeregten Elektronen aus dem Photosystem I bestehen in den Chloroplasten mehrere
Möglichkeiten, die Energie chemisch zu nutzen. Nach dem Redoxsystem Ferrodoxin
können die Elektronen z.B. in die schon erwähnte Bildung von Redoxäquivalenten eingehen.
Die Protonen – z.B. aus der Photolyse – werden mit den Elektronen auf das NADP + (Nikotinamidadenindinucleotidphosphat)
übertragen. Die gebildeten Redox-Äquivalente (NADPH 2 + )
werden in den Dunkelreaktionen ( 3.2.2.2. Dunkelreaktionen (lichtunabhängige Reaktionen
der Photosynthese)) gebraucht.
Eine zweite Variante für die Nutzung der energiereichen Elektronen ist die schon besprochene
ATP-Bildung. Die Elektronen werden dazu auf das Cytochrom b übertragen, aktivieren
dort die ATP-Bildung und gelangen dann zum Photosystem I (P700) zurück.
Wir sprechen hier von der zyklischen Photophosphorilierung (zyklischer Photo-Elektronentransport),
da die Elektronen vom P700 über Ferrodoxin zum ATP-bildenden Cytochrom b
und dann zurück zum P700 geleitet werden. Steht z.B. bei großer Hitze nicht genug Wasser
(und CO 2 (siehe CALVIN-Zyklus)) für die Photolyse zur Verfügung, dann kann mit dem vielen
Licht trotzdem ATP für die dringenden Lebensprozesse produziert werden.
Die vom P680 ausgehende ATP-Bildung wird auch als nichtzyklische Photophosphorilierung
(linearer Photo-Elektronen-Transport) bezeichnet. Bei ihr nehmen die Elektronen eine "Einbahnstraße"
vom P680 zum P700 und gelangen nicht wieder zum P680 zurück.
Eine dritte Alternative für die energiereichen Elektronen ist die Photorespiration. Darunter
versteht man die Bildung von Aminosäuren ohne Umwege (z.B. Kohlenhydrate). Auf die
Photorespiration sind die Peroxisomen ( D 2.5.3.2. Microbodies) spezialisiert. In den Peroxysomen
werden die Elektronen zur Umsetzung von Nitrat zu Nitrit und letztendlich zu Ammonium
genutzt. Damit kann die Zelle dann Aminosäuren synthetisieren. Die Produktion von
Aminosäuren und Eiweißen ist besonders in Mangelzeiten eine wichtige energieschonende
Variante zur Deckung des Proteinbedarfs der Zelle. Auch beim Start der Photosynthese nach
der Keimung von Samen – und dem damit verbundenen hohen Proteinbedarf (Enzyme +
Baustoffe) – wird dieser Stoffwechselweg sehr intensiv beschritten. Die Photorespiration ist
zudem durch Sauerstoff-Verbrauch und Cohlendioxid-Freisetzung gekennzeichnet. Durch diese
– der Photosynthese entgegengesetzten Gasaustauschvorgänge werden nie die theoretisch erwarteten Gasvolumen
in Respirationsexperimenten gemessen (z.B. in WARBURG-Apperatur).
- 173 - (c,p) 2008 lsp: dre