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Grundlegende Fragen zur Photosynthese
 
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BioDummi



Anmeldungsdatum: 27.10.2015
Beiträge: 8

BeitragVerfasst am: 27. Okt 2015 16:26    Titel: Grundlegende Fragen zur Photosynthese Antworten mit Zitat

Meine Frage:
Hallo,

ich habe Biologie in Bayern in der Oberstufe gewählt. Leider versteh ich nichts (war an einer Realschule, danach in der Einführungsklasse und jetzt in der Oberstufe; hatte deshalb letztes Jahr kein Chemie und Bio war an der Realschule nicht so komplex). Gerade befassen wir uns mit der Photosynthese. Dazu habe ich viele Fragen.
1. Warum werden bei einer Reduktion Elektronen aufgenommen? Logischer wäre es, wenn Elektronen abnehmen (=reduziert) werden würden.
2. Was sagt der CO2-Kompensationspunkt aus?
3. Die PS gliedert sich in zwei Reaktionssysteme. Die lichtabhängige nicht enzymatische Reaktion und die lichtabhängige Enzymreaktion. Besteht jede PS aus beiden Reaktionen oder aus entweder der einen oder anderen Reaktion?
4. Warum gibt es eine lichtunabhängige PS? Man benötigt für die PS doch immer Energie in Form von Licht.
5. Welche dieser Reaktionen findet bei Starklicht, welche bei Schwachlicht statt?
6. Wenn Licht absorbiert wird, wird dieses von Elektronen aufgenommen. Die Elektronen bewegen sich dann z. B. in den ersten angeregten Zustand (rotes Licht). Heißt das dann, dass die Elektronen rot sind?
7. Warum findet Photosynthese in Chloroplasten statt?
8. Was muss passieren, dass eine Lichtreaktion abläuft. Wir haben irgentetwas mit Z-System aufgeschrieben.

Meine Ideen:
Ich weiß nicht, was ich als Lösungsansatz schreiben soll. Ich kann nur sagen, dass ich mir wirklich schon den Kopf über meine Fragen zerbrochen habe.
Firelion



Anmeldungsdatum: 27.08.2009
Beiträge: 1878

BeitragVerfasst am: 27. Okt 2015 17:16    Titel: Antworten mit Zitat

Hi,

1. Die Definition von Reduktion ist die Aufnahme von Elektronen. Eine Elektronenabgabe bezeichnet man als Oxidation.

2. Wieviele CO2 in der Außenluft vorhanden sein muss, damit die Pflanze netto weder CO2 verbraucht (Photosynthese) noch erzeugt (Zellatmung).


3. Die Photosynthe braucht beide Reaktionen. Bei manchen Pflasnzen laufen sie zeitlich getrennt ab.

4. Das Licht wird benötigt um das Wasser zu spalten und die Ausgangsstoffe für die Glukosesynthese zu liefern (NADPH + H+ und ATP)
Für den eigentlichen Aufbau der Glukose aus CO2 ist das Licht nicht mehr nötig.

5. siehe 4.

6. Die Elektronen werden nicht rot und Licht besteht auch nicht aus Elektronen. Die Energie des Lichts wird auf die Elektronen übertragen, wodurch sie in einen angeregeteren Zustand wechseln. In diesem Zustand können sie leichter reagieren.



7. Was braucht eine Pflanze um Photosynthese zu betreiben? Warum können wir das nicht?

8:

Schau mal hier:
http://www.chemgapedia.de/vsengine/vlu/vsc/de/ch/8/bc/vlu/photosynthese/ps_light.vlu/Page/vsc/de/ch/8/bc/stoffwechsel/photosynthese/photosynthese5.vscml.html

Das muss reaktionsfähig sein. Und du brauchst die Ausgangstoffe.



LG,

Firelion

_________________
It is well known that a vital ingredient of success is not knowing that what you’re attempting can’t be done - Terry Pratchett
BioDummi



Anmeldungsdatum: 27.10.2015
Beiträge: 8

BeitragVerfasst am: 27. Okt 2015 17:36    Titel: Danke + weitere Fragen Antworten mit Zitat

Vielen Dank erst einmal für deine Antwort.

6. Wir haben uns aufgeschrieben, dass Elektronen bei der Absorption von Licht vom Grundzustand in den angeregten Zustand gehoben werden können.
Skizze:
1. Angeregter Zustand
^
l
l (rotes Licht)
l
Grundzustand
Was bedeutet das? Ich dachte mir, dass die Elektronen evtl. ihre Farbe ändern. Aber ich glaub, ich hab das nicht verstanden.
7. Okay, ist mir klar geworden. Sie können nur Photosynthese betreiben, weil sie Chloroplasten haben. Das haben die tierischen Zellen ja nicht. Deshalb können diese keine Photosynthese betreiben.
8. Auf dieser Website war ich schon. Auch haben wir uns selber eine ähnliche Skizze gemacht.
Ich verstehe nicht, wie es dazu kommt, dass P608 ein Elektronen vom Wasser aufnimmt. Wir haben einen Text bekommen, in dem steht, dass NADP+ ein Elektron von P700* aufnimmt, welches zuvor in den angeregten Zustand gehoben wurde. Deshalb gibt P680*, welches zuvor auch in den angeregten Zustand gehoben wurde, ihm ein Elektron ab. P680 braucht aber auch wieder ein Elektron, welches es vom Wasser bekommt.
Der Pfeil der den Verlauf der Reaktion anzeigt beginnt aber damit, dass Wasser ein Elektron an P680 abgibt. Warum? Wie kommt es da zu? P680 benötigt doch nur ein Elektron, wenn es zuvor ein Elektron abgegeben hat.

Schöne Grüße

BioDummi
Firelion



Anmeldungsdatum: 27.08.2009
Beiträge: 1878

BeitragVerfasst am: 27. Okt 2015 23:37    Titel: Antworten mit Zitat

zu 6:

Pflanzen nutzen sowohl rotes als auch blaues Licht. Licht besteht aus Photonen, die ein bestimmtes Energieniveau haben. Diese Energie kann genutzt werden, um Elektronen anzuregen. Das wiederum hat mit Teilchenphysik (Elektronenschalen, Quanten etc),. Wichtig ist hier nur, dass Moleküle reaktionsfreudiger werden.

7. Genau die Chloroplasten enthalten das Chlorophyll wodurch die Photosynthese ermöglicht wird.

8. Das hat etwas mit der Elektronegativität/ Redoxpotential zu tun also wie stark ein Atom/ Molekül Elektronen anzieht. P680 ,,zieht stärker" an den Elektronen als das Wasser und wird daher reduziert. Das angeregte und reduzierte P680 zieht weniger stark an den Elektronen als das P700 und überträgt daher das Elektron auf es. Das anregregte und reduzierte P700 wiederum gibt das Elektron an das NADP+ ab welches duzrch Reaktion mit 2 H+ und 2 - zu zu NADPH + H wird. Dies reagiert später weiter. Nach Weitergabe des Elektrons ziehen die jeweiligen Moleküle wieder stärker an den Elektronen der ,,Partner" um sie sich wiederzuholen.

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PaGe
Moderator


Anmeldungsdatum: 19.03.2007
Beiträge: 3550
Wohnort: Hannover

BeitragVerfasst am: 27. Okt 2015 23:46    Titel: Antworten mit Zitat

Je weiter die Elektronen vom Atomkern entfernt sind, umso energiereicher sind sie. Und bei einer Reaktion soll das Elektron ja abgegeben werden. Dafür brauchst du Energie. Wenn das Elektron aber schon im angeregten Zustand ist, brauchst du weniger. Deshalb ist die Oxidation dann "plötzlich" doch möglich.

Die Zeichnungen zur Elektronentransportkette sind alle gleich und alle für Anfänger verwirrend. Wie du es aufgeschrieben hast, beginnt man bei der Elektronentransportkette am besten beim P700, das angeregt wird. Dann ist es ein P700^+ und kann dann erst ein Elektron aufnehmen. Und dann gehst du zum nächsten (ersten) PS und holst dir dort das Elektron. Und dann hast du ein P680^+, dass dann vom Wasser das Elektron aufnehmen kann.
Im Detail ist es noch ein wenig anders, da es zwischendurch ja transportable Elektronentransporter hast, die die Elektronen zwischenspeichern. Aber am besten fährst du mit dem Weg, den du auch im Unterricht gelernt hast.

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Daniel35



Anmeldungsdatum: 10.09.2012
Beiträge: 512

BeitragVerfasst am: 28. Okt 2015 11:55    Titel: Antworten mit Zitat

Der angeregte zustand, in dem die Elektronenabgabe leichter möglich ist, existiert nur sehr kurz. Im unangeregten Zustand ist das Bestreben, sich ein Elektron zurück zu holen, sehr groß.
Also Pigmentmolekül wird angeregt, gibt Elektron ab, ist ein angeregtes Kation, ikehrt in den Grundzustand zurück und holt sich dann ein Elektron zurück.
PaGe
Moderator


Anmeldungsdatum: 19.03.2007
Beiträge: 3550
Wohnort: Hannover

BeitragVerfasst am: 28. Okt 2015 13:08    Titel: Antworten mit Zitat

Daniel35 hat Folgendes geschrieben:
Der angeregte zustand, in dem die Elektronenabgabe leichter möglich ist, existiert nur sehr kurz. Im unangeregten Zustand ist das Bestreben, sich ein Elektron zurück zu holen, sehr groß.
Also Pigmentmolekül wird angeregt, gibt Elektron ab, ist ein angeregtes Kation, ikehrt in den Grundzustand zurück und holt sich dann ein Elektron zurück.

Kann man wirklich noch von einem angeregten Zustand sprechen, wenn das angeregte Elektron abgegeben wurde? Ich würde es einfach nur als positiv geladenes Pigment-"Molekül" (eigentlich eine Ion) bezeichnen, das aufgrund der Ladung natürlich Elektronen aufnehmen kann.

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BioDummi



Anmeldungsdatum: 27.10.2015
Beiträge: 8

BeitragVerfasst am: 28. Okt 2015 17:27    Titel: Antworten mit Zitat

Zu 8:
Ich hab es immer noch nicht verstanden, tut mir Leid.
Bei dem Diagramm der Reaktion gibt ja das Wasser zuerst ein Elektron an P680 ab. Aber warum macht es das? Dem P680 fehlt kein Elektron.
Logischer wäre es doch, wenn die Reaktion so ablaufen würde, dass P700 in den angeregten Zustand gehoben werden würde, dann dem NADP ein Elektron geben würde, dann P700 ein Elektron erhalten würde, usw.
PaGe
Moderator


Anmeldungsdatum: 19.03.2007
Beiträge: 3550
Wohnort: Hannover

BeitragVerfasst am: 28. Okt 2015 17:46    Titel: Antworten mit Zitat

Du darfst die Abbildung NICHT von links nach rechts lesen!
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BioDummi



Anmeldungsdatum: 27.10.2015
Beiträge: 8

BeitragVerfasst am: 28. Okt 2015 17:48    Titel: Antworten mit Zitat

Warum nicht? Ist das eher sowas wie ein Kreislauf?
PaGe
Moderator


Anmeldungsdatum: 19.03.2007
Beiträge: 3550
Wohnort: Hannover

BeitragVerfasst am: 28. Okt 2015 18:37    Titel: Antworten mit Zitat

Weil du das Problem schon genannt hast: Ein Fotosystem, das noch keine Elektronen abgegeben hat, kann keine aufnehmen. Es ist auch kein Kreislauf.
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BioDummi



Anmeldungsdatum: 27.10.2015
Beiträge: 8

BeitragVerfasst am: 28. Okt 2015 19:10    Titel: Antworten mit Zitat

Beginnt die Reaktion dann mit der Anhebung von P700 in den angeregten Zustand und der Abgabe eine Elektron von P700?
PaGe
Moderator


Anmeldungsdatum: 19.03.2007
Beiträge: 3550
Wohnort: Hannover

BeitragVerfasst am: 28. Okt 2015 20:00    Titel: Antworten mit Zitat

Ja, wie ich schon geschrieben habe, ist das für Schüler der beste Anfang, um den grundlegenden Vorgang zu verstehen.
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BioDummi



Anmeldungsdatum: 27.10.2015
Beiträge: 8

BeitragVerfasst am: 28. Okt 2015 20:02    Titel: Antworten mit Zitat

Okay.
Vielen Dank, dass du dir so viel Mühe gegeben hast <3
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