Lichtreaktion: Verständnisproblem bei Bilanz

Miiiiira · Gast

Meine Frage:
Hallo, ich habe hier im Forum (und auch sonst) immer das Gleiche zur Bilanz der Lichtreaktion gefunden:

2H2O + 3ADP+3P+2NADP+ --- O2+3ATP+2NADPH/H+

Was ich nicht verstehe ist, wie ich auf 3 ATP komme.

Meine Ideen:
Bei der Fotolyse von 2H2O erhält man 4 Protonen und 4 Elektronen.

Beim Durchgang der vier Elektronen durch den Cytochrom-bf-Komplex werden 4 Protonen ins Thylakoidlumen gepumpt.

Ich ehalte also 8 Protonen. Für ein ATP brauche ich aber 3 Protonen. Ich komme also nur auf 2ATP und 2 übrige Protonen.

Auch wenn ich das ganze hoch rechne auf 12 Wassermoleküle komme ich nur auf 16 ATP, da die 2 ATP * 6 =12 und 2H *6= 12H und 12H / 3 (brauche ich ja pro ATP) = 4

Hoffe jemand findet meinen Denkfehler

Daniel35 · Anmeldungsdatum: 10.09.2012 Beiträge: 511

Kein Denkfehler. Nur übersiehst du die Rolle des Cytochrom bf-Komplexes. Das transportiert nicht nur Elektronen, sondern auch Protonen und zwar ins Thylakoidlumen.

miiiira · Gast

Die Protonen durch den Cytochrom-bf-Komplex habe ich bedacht (sh.o.).

Aber kann es sein, dass ich die Rechnung ganz falsch angegangen bin und das die ATP Synthase kein ATP verbraucht, sondern es nur gebraucht und unverändert ins Stroma entlässt und das dort dann diese Protonen zur NADP+ Reduktion genutzt werden?Dass ich also garnicht darauf achten muss, wie viele Protonen ATP braucht und das die ATP-Synthase pro Durchlauf unterschiedlich viel ATP synthetisiseren kann, weil ja auch noch der zyklische Prozess ablaufen kann?

PaGe · Moderator Anmeldungsdatum: 19.03.2007 Beiträge: 3549 Wohnort: Hannover

Das hat Miiira auch schon geschrieben.

Das Problem liegt mE wo ganz anders. Die ATP-Synthase hat man an mehreren Organismen untersucht. Und man hat festgestellt, dass die unterschiedliche sind. Einige können geschätzt mit 12 Protonen 3 ATP herstellen, allerdings ist das für viele Fälle überholt. Damals hat man sich etwas verschätzt. Beim Menschen geht man eher von 14 Protonen aus. Kleiner Unterschied, aber in der Summe eine riesige Wirkung. Bei der Pflanze ist es ähnlich, sodass man "widersprüchliche" Angaben findet. In den Schulbücher werden häufig noch die alten Infos genommen. Dies würde allerdings die ATP-Quote noch weiter reduzieren.

Was man bei der unteren Gleichung allerdings noch mit eingebaut zu haben scheint, ist der zyklische Elektronentransport. Man weiß ja, wie viel ATP und NADPH man für den Calvinzyklus braucht. Also muss das Verhältnis 3 ATP zu 2 NADPH herauskommen. Durch den zyklischen Elektronentransport werden durch den Cytochrom-Komplex weiter Protonen in die Thylakoide gepumpt. Und nun ist es auch unerheblich, wie viele Protonen man dafür braucht, um "3 ATP" herzustellen.

Wie oft der zyklische Elektronentransport dafür ablaufen muss, ist erst einmal unerheblich.

PaGe · Moderator Anmeldungsdatum: 19.03.2007 Beiträge: 3549 Wohnort: Hannover

Da hat meine Antwort etwas zu lange gebraucht. Aber du bist schon mal selber auf den zyklischen Elektronentransport gekommen.

Daniel35 · Anmeldungsdatum: 10.09.2012 Beiträge: 511

Sorry Miiira, habe nicht genau gelesen, was du geschrieben hattest und war mit meiner Antwort zu voreilig.
Wie viel Protonen durch die Synthase "transportiert" werden müssen, um ATP zu bilden, ist auch nicht so einfach festzustellen. Protonen können ja auch auf anderen Wege verschwinden (in anderen Stoffwechselprozessen verbaucht wrden, oder sonstwie herauslecken). Da kann dann auch schnell mal die Bilanz ungenau ausfallen.

miiiira · Gast

@ PaGe
Sorry ich hatte mich auch nich verschrieben. Ich meine "Aber kann es sein, dass ich die Rechnung ganz falsch angegangen bin und das die ATP Synthase kein H+ (nicht ATP) verbraucht"

Aber habe es jetzt glube ich verstanden. DANKE

Aber du hattest ja geschrieben, dass die ATP-Synthase in versch. Organismen verschieden viel H+ zur ATP-Synthese braucht.

Ist das der Grunde, warum es bei der Atmungskette anders läuft? Wird da nur ein Proton pro ATP gebraucht??? Und pro Elektronenpaar nur ein Proton in den Intermembranraum mitgezogen?

miiiira · Gast

auch noch verschrieben sollte es heißen...

PaGe · Moderator Anmeldungsdatum: 19.03.2007 Beiträge: 3549 Wohnort: Hannover

Bei der Atmungskette läuft es doch gar nicht so anders. Die ATP-Synthase liegt nur in einer anderen Membran.

Die Effektivität hängt vor allem vom Aufbau der ATP-Synthase ab. Wenn du dir das genauer anschaust, stellst du fest, dass der F0-Teil aus unterschiedlich vielen Untereinheiten aufgebaut sein kann. Je mehr es sind, desto mehr Protonen brauchst du auch, um eine ganze Drehung und damit die Synthese von 3 ATP hinzubekommen.

miiira · Gast

Vom Prinzip läuft es bei Atmungskette und Lichtreaktion gleich ab.
Allerdings habe ich mich gewundert, dass bei der Atmungskette (laut meiner Abbildung) Pro H+ ein ATP synthetisiert wird. Und um auf 38 ATP zu kommen (aus den Produkten ab der Glycolyse) funktioniert es wirklich nur, wenn man Pro Proton ein ATP synthetisiert. Leider ist mit genau solchen Rechnungen beim ABI dieses Jahr zu rechnen...

PaGe · Moderator Anmeldungsdatum: 19.03.2007 Beiträge: 3549 Wohnort: Hannover

Die Rechnung zur Zellatmung ist falsch. Auch bei der Zellatmung brauchst du 12-14 Protonen, um 3 ATP herzustellen. Da musst du dir deine Unterlagen noch einmal genauer anschauen.