Lichtabhängige Reaktion /Lichtreaktion /Primärreaktion der Fotosynthese [1/2] -[Biologie, Oberstufe]
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https://www.youtube.com/watch?v=fQd2Lo4-EhE

Transkript (automatisch erstellt)

0:07 dieses video ist das erste von zwei videos in denen der molekulare ablauf der photosynthese dargestellt wird
0:13 bei der photosynthese handelt es sich um einen stoffwechselprozess der von allen höheren pflanzen algen und manchen
0:20 bakterien betrieben wird und bei dem mit hilfe der strahlungsenergie der sonne kohlenstoffdioxid und wasser zu klug
0:28 hose und sauerstoff umgewandelt werden die grobe funktionsweise der photosynthese war dabei schon ziemlich
0:35 früh klar dass wasser für die photosynthese stammt hauptsächlich aus dem boden
0:39 kohlenstoffdioxid nehmen sie aus der luft auf sie produzieren kohlenhydrate bzw zucker für ihr wachstum glukose ist
0:47 ein einfachzucker ein sogenanntes monats arid und sie geben sauerstoff ab was für ein glück für uns menschen dass es sich
0:54 beim sauerstoff um abfallprodukt der pflanze handelt die reaktions gleichung der photosynthese muss noch ausgeglichen
1:01 werden auf beiden seiten müssen gleich viele atome fanden sein während auf der rechten seite
1:07 beispielsweise sechs kohlenstoffatome existieren ist es auf der linken seite nur eins gleich mal die anzahl der
1:14 einzelnen atome auf beiden seiten aus erhält man folgende vollständige summe gleichung
1:19 nun hat man zwar die gleichung für die photosynthese wichtige einzelheiten des photosynthese vorgangs bleiben jedoch
1:26 unbeantwortet wie zum beispiel welche chemischen reaktion laufen bei der photosynthese ab welche rolle spielt das
1:33 licht bei dem reaktion und woher stammt der gebilde zu sauerstoff aus dem co2 oder dem h2 schaut man sich den aufbau
1:43 eines platz genauer an erkennt man dass es aus vielen kleinen zellen besteht bei der photosynthese sind die vielen
1:50 kleinen in der pflanzenzelle existierenden chloroplasten chloroplasten sind wiederum durchzogen
1:56 von zahlreichen abgeflachten membran systemen die tilak ui de in deren membran wiederum zahlreiche pigmente
2:03 eingelagert sind vor allem das pigment chlorophyll dieser genaue aufbau hilft dabei die komplexen einzelschritte der
2:11 photosynthese lokalisieren zu können einen ersten überblick gibt die abbildung oben links sie zeigt einen
2:16 chloroplasten sie entspricht also der abbildung rechts der innenraum des globe lasten
2:22 bezeichnet man auch als stromer auch die sich in den chloroplasten befinden schüler qi beweisen ein bereich
2:30 innerhalb ihrer membran auf das sogenannte lumen bzw schüler qi blum die photosynthese selbst
2:36 besteht aus zwei abschnitten der licht reaktion auch primär reaktion die an der thüler creed membran die das lumen vom
2:44 strom abgrenzt stattfindet und der licht unabhängigen reaktion auch sekundär reaktion die der licht reaktion nach
2:52 gestaltet ist und im stroma stattfindet bei der licht reaktion die wir uns nachfolgen detailliert angucken werden
2:58 dann wird die lichtenergie in chemische energie umgewandelt die den molekülen atp und nad ph
3:05 gespeichert wird bei der licht unabhängigen reaktion oder dunkel reaktion werden die in der licht
3:11 reaktion gebildeten stoffe atp und nad ph dafür genutzt um in einem stoffwechselweg der als calvin zyklus
3:20 bekanntes kohlenhydrate zu synthetisieren hier wird also die lichtenergie nicht
3:25 direkt genutzt dazu im zweiten video mehr licht ist eine form von energie und die
3:35 in den photonen den lichtteilchen gespeicherte energie kann in andere energieformen wie wärme energie oder
3:41 chemische energie umgewandelt werden pflanzen und andere fotos sind ethisch aktive organismen verfügen über pigment
3:48 moleküle bzw rezeptormoleküle die genau dazu in der lage sind das pigment molekül in vielen
3:55 fällen ist das segment chlorophyll absorbiert die energie des photons und nimmt dessen energie auf dadurch wird es
4:01 aus einem grund zustand mit niedriger energie in einen angeregten zustand mit einer höheren energiemenge versetzt die
4:09 energie des photons die gemäss nach dem ersten hauptsatz der thermodynamik nach dem energie weder erschaffen noch
4:15 vernichtet werden kann geht also nicht verloren sondern es nun im pigment molekül gespeichert die energie zunahme
4:23 des moleküls entspricht also genau der energie die aus dem photon absorbiert wurde die überführung eines moleküls in
4:31 den angeregten zustand geschieht auf atom ebene wie folgt die absorption eines photons hebt ein elektron auf eine
4:38 schale die vom atomkern weiter entfernt ist dadurch wird das elektronen weniger
4:42 stark festgehalten um wodurch es instabil und chemische reaktionsfreudige wird ordnen wir diesen prozess räumlich
4:49 einmal ein wie bereits erwähnt findet die licht reaktion an der thüler camp anstatt die
4:54 licht absorbierenden pigmente allen voran das chlorophyll sind eingelagert in proteinkomplexe die sogenannten foto
5:01 systeme damit genug licht energie auf einer großen fläche eingefangen wird lagern sich die chlorophyll moleküle in
5:07 sogenannte antennen komplexe auch licht sammeln komplexe genannt an sie bündeln die lichtenergie und
5:15 übertragen sie auf einen zentralen teil des fördersystems der als reaktionszentrum bezeichnet wird
5:20 das reaktionszentrum enthält zwei chlorophyll a moleküle die die energie abfang und in chemische energie
5:27 umwandeln nachdem das elektron des chlorophyll moleküls durch die lichteinwirkung auf
5:33 ein höheres energieniveau angehoben wurde und wie bereits erwähnt schwächer gebunden ist kann es an einer reddoxx
5:40 reaktion an zepter abgegeben werden dass es in der tilak oid membran weiterreicht eine
5:49 oxidation bezeichnete eine chemische reaktion bei der elektronen abgegeben werden das chlorophyll molekül verliert
5:56 durch das elektron was es ab gibt eine negative ladung es wird oxidiert das chlorophyll paar wird als 680 bezeichnet
6:06 weil es licht der wellenlänge 680 nanometer am besten absorbieren kann das oxidierte chlorophyll wird durch das
6:13 fehlen des elektrons verhältnismäßig instabil es strebt danach einem anderen molekül
6:18 ein elektron zu entreißen um seine lücke aufzufüllen die elektronen mit hilfe derer die lücke wieder aufgefüllt wird
6:25 stammen vom wasser ein großer proteinkomplex der wasser spaltende komplex spaltet wassermoleküle in ihre
6:32 atomaren bestand seine bei diesem prozess der wasserspaltung und vorgang der auch als foto lyse bezeichnet wird
6:39 entsteht neben dem sauerstoffatom dass sich mit einem weiteren sauerstoffatom zur 2 verbindet und die zelle und
6:47 pflanze verlässt positiv geladenen wasserstoff atome positiv geladen millionen werden auch als proton
6:54 bezeichnet und elektron eins dieser elektronen besetzt die freie lücke im foto system 2 damit es übrigens eine der
7:04 fragen vom anfang bereits beantwortet das in der photosynthese gebildet co2 stammt aus dem wasser und nichts was dem
7:12 co2 schauen wir uns den weg des angeregten elektronen sun das von einem primären akzeptable kühl aufgenommen
7:18 wurde und die tilak und membran durchwandert über unterschiedliche enzym komplexe nämlich dem platz durch die nun
7:25 in dem psycho chrome und dem platz zu ziehen ihn die um das foto system herum in die tilak membran eingebettet sind
7:33 werden die elektronen vom foto system 2 auf diese weise über ein elektronen transportkette an der übrigens nicht nur
7:41 das primäre akzeptable kühl sondern auch ganz viele andere elektronen übertragungs moleküle mitwirken
7:47 zum foto system eingeschleust während des transports wird die im elektron gespeicherte energie in den
7:53 reddoxx systemen vor allem aber im cytochrom dafür genutzt um proton ablation vom strom durch die tilak und
8:01 membran in den kühler creed innenraum zu pumpen die anreicherung von h+ ionen im kühler
8:07 creed innenraum bewirkt zusammen mit der bei der foto lyse entstehenden protonen die ebenfalls im trilogie blumen
8:14 verbleiben ein konzentrations gefühle das heißt es befinden sich im innenraum der tilak
8:19 bietet deutlich mehr protonen als außen im strom aufgrund der positiven ladung der protonen führt der proton transport
8:26 nicht nur zu einer änderung der konzentration sondern auch zu einer änderung der elektrischen ladung zu
8:31 beiden seiten der membran und zum aufbau einer elektrischen spannung das stroma ist nun deutlich negativer geladen als
8:38 das lumen des typs konzentrations gradient und elektrischer gradient werden zusammengefasst als
8:45 elektrochemischer gradient das elektron in dem die energie des photons steckt wird währen der elektronen
8:51 transportkette zunehmend energie emma erinnert euch die energie kann nicht verloren gehen die freiwerdende energie
8:58 baut den angesprochenen elektrochemischen gradienten auf diese energie wird auch als proton motorische
9:05 kraft bezeichnet und treibt den transport der protonen wieder zurück ins stromer an weil die hydrophobe lipid
9:12 doppelschicht der membran und durchlässig ist für protonen geschieht der rücktransport der proton über ein
9:17 spezielles in der tilak membran eingelagertes kanal protein nämlich der atp synthase die atp synthase koppel den
9:25 transport der proton an die synthese von atp sie nutzt also als enzyme die energie des proton transports um atp aus
9:33 adp und einem anorganischen phosphat rest zu bilden ein prozess der auch als foto phosphorylierung bezeichnet wird
9:41 es würde an dieser stelle zu weit führen genauer auf die atp synthase einzugehen aber für das verständnis ist es enorm
9:48 hilfreich sich nochmal ins gedächtnis zu rufen die bildung von adp aus adp und ps eine energische reaktion dh sie läuft
9:57 nur ab wenn der reaktion energie zugeführt wird die zugeführte energie in diesem fall
10:03 aus dem proton fluss macht atp zu so einem energiereichen stoff denn die energie ist jetzt in dem molekül
10:10 gespeichert leicht vorstellbar von welcher bedeutung die bildung von atp für den zweiten schritt der
10:16 photosynthese sein dürfte denn wenn atp wiederum zu adp und pietro visiert wird und dadurch die im atp gespeicherte
10:25 energie wieder freigesetzt wird eine so genannte exotische reaktion kann diese energie wiederum dafür genutzt werden um
10:33 energieaufwendige stoffwechselprozesse eben wie die synthese von kohlenhydrate wie zum beispiel glukose voranzutreiben
10:40 den kopplungs mechanismus von proton motorischer kraft und atp synthese wird auch als chemie osmose bezeichnet der
10:48 prozess des rückfluss von positiv geladenen wasserstoff atomen wie hier dargestellt es auch dringend notwendig
10:55 gäbe es diesen mechanismus nicht würde sich der protonen gradient immer weiter aufbauen
11:00 die ladung und konzentrations unterschiede auf beiden seiten der membran also immer größer werden
11:10 fassen wir die bisherigen informationen kurz zusammen die photosynthese beschreibt einen stoffwechselweg bei den
11:17 pflanzen co2 wasser und licht energie aufnehmen und für die synthese körpereigene stoffe nutzen allen voran
11:27 der zucker glukose neben diesem kohlenhydrat wird auch molekularer sauerstoff gebildet die photosynthese
11:34 kann in die licht reaktion und in die licht unabhängige reaktion untergliedert werden in der licht reaktion wird die
11:41 lichtenergie in chemische energie umgewandelt und atp und nad thw gleich noch deutlich wird gebildet die licht
11:50 unabhängige reaktion nutzt die lichtenergie nicht direkt sondern sie verwendet atp und nrd ph um co2 zu
11:57 reduzieren und kohlenhydrate zu synthetisieren die molekularen vorgänge bei der licht
12:02 reaktion sind komplex foto synthetische aktiv organismen besitzen pigmente das chlorophyll die in der lage sind licht
12:10 des sichtbaren spektrums zu absorbieren in antennen komplexen angeordnet absorbieren die pigmente die energie
12:17 eines lichtteilchen bzw photons leiten die energie gebündelt bis zu einem park dürfen moleküle im reaktionszentrum
12:25 eines fotos systems weiter dadurch wird das elektronen des chlorophyll molekül das die energie
12:31 erhält in einen angeregten zustand versetzt von einem elektron akzeptiert aufgenommen ohne über die elektronen
12:38 transportkette in der tilak und membran über hintereinander geschaltete proteinkomplexe weitergeleitet in einer
12:45 abfolge von reddoxx reaktionen wird das elektron von einem protein komplex zum nächsten weitergereicht
12:50 bei jeder reddoxx reaktion bei der das elektron wiederholt auf ein anderes akzeptiert übertragen wird wird ein teil
12:59 der energie des elektrons freigesetzt diese energie treibt den transport von h+ ionen vom stromer in szilagyi blumen
13:07 an wodurch das elektron ein im verlauf der elektronen transportkette zunehmend niedrigeres energieniveau besitzt das
13:15 elektron ist energie arm und kommt schließlich im foto system 1 an auch im foto system eins das als 700
13:22 bezeichnet wird weil das licht der wellenlänge 700 nanometer am besten auffangen kann absorbieren chlorophyll
13:29 moleküle die energie eines photons wodurch ein elektronen auf dem chlorophyll molekül gelöst wird die nach
13:35 wandern elektronen vom foto system 2 schließen diese lücke das angeregte elektronen wird nun auf einen weiteren
13:42 enzym komplex dem ferry roxy übertragen und anschließend mittel für eines weiteren enzyms der rdp plus reduktase
13:51 zusammen mit einem weiteren elektron und zwei positiv geladenen wasserstoff atomen aus dem stromer auf nad plus
14:00 übertragen sodass der energiereiche wasserstoff überträger nad ph gebildet wird damit können wir auch den
14:08 elektronen transport zusammenfassen der elektronen transport zieht elektronen aus dem wasser ab und überträgt sie über
14:16 ein elektro und transportkette direkt auf nad plus das zu einer dpa wird dazu ist energie erforderlich diese wird
14:25 durch die foto systeme 1 und 2 absolviert und damit aufgefangen außerdem wird chemie osmotische atp
14:31 gebildet jetzt wo atp und das reduktionsmittel nad ph + ab + gebildet wurde kann der zweite teil schritt der
14:39 photosynthese die dunkel reaktion stattfinden