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Photosynthese

Animation 1:

Diese Animation zeigt wie das Licht / Photonen (gelbe-Blitze) auf das Photosynthese-System II (blaugrün in der Farbe) und auf das Photosynthese-System I (dunkelgrüne Farbe) aufschlägt. Außerdem zeigt es das „Cytochrom b6/f“ (graue Farbe) und die ATP-Synthase (braune Farbe).

Photosynthese Animation

Animation 2:

Diese Animation zeigt wie das PSII Licht aufnimmt und Wasser verbraucht (1 blaugrüner Sauerstoff und 2 weiße Hydrogene) um die Elektron zu ersetzen, die durch die Photooxydation von Chlorophyll entstehen.

Daraufhin zeigt die Animation, die sogenannten „Elektronentransporter“ (Gelb) die sich zum Cytochrom b6/f bewegen und zwei oder mehr Hydrogene mitnehmen. zur Bewegung an zum Zellfarbstoff b6/f gezeigt dadurch wird die Anzahl der Hydrogen-Ionen im Thylakoid erhöht.

Photosynthese

Animation 3:

Diese Animation zeigt den Verbrauch von Adenosindiphosphat (ADP) (1 Blaues plus 2 rote Phosphate) und von Phosphat (1 Rot) um das Adenosintriphosphat (ATP) (1 Blau und 3 Rote) zu synthetisieren. Diese Synthese wird durch die Protonen angetrieben, die als weiße Punkte durch die ATP-Synthase (braun) durchgehen.

Photosynthese Reaktion

Photosynthese im Allgemeinen

Die Photosynthese ist ein wichtiger biochemischer Prozeß. Z.B. Algen, oder irgendein Bakterium, die Energie des Tageslichtes in chemische Energie umwandeln. Die chemische Energie wird verwendet, um synthetische Reaktionen wie die Anordnung des Zuckers oder die Fixierung des Stickstoffes in Aminosäuren zu bewältigen, also die Bausteine für Proteinsynthese.

Alle lebenden Sachen hängen von der Energie ab, die aus der Fotosynthese für ihre Ernährung gewonnen werden. Sie ist auch für das Produzieren des Sauerstoffes verantwortlich, der einen großen Teil für die Atmosphäre darstellt. Organismen, die Energie durch Fotosynthese produzieren, werden als sogenannte „photoautotrophs“ bezeichnet.

Photosynthese der Zelle

Photosynthese in pflanzlichen Betrieben

Organische „Betriebe“ (Pflanzen) sind die sichtbarsten Repräsentanten der „photoautotrophs“, aber es sollte hervorgehoben werden, daß Bakterium und Algen auch zur Umwandlung der freien Energie in verwendbare Energie beitragen. Die meisten Betriebe sind „photoautotrophs“, das bedeutet, daß sie die Nahrung direkt von den anorganischen Mitteln mit der Sonnenenergie synthetisieren können - zum Beispiel die Sonne „die sich in der Natur als Energiespender so durchsetzten konnte“. Dieses System funktioniert so, daß andere Organismen nicht als Essen benötigt werden oder auf die Nährstoffe zu bauen, die von ihnen abgeleitet werden. Dieses Prinzip trifft auf die sogenannten „chemoautotrophs“ eindeutig nicht zu, sie verwenden nicht die Sonnenenergie, sondern verwendet die Energie von den anorganischen Mitteln. Die Energie für die Photosynthese kommt schließlich von eingefangenen Photonen. Wasser wird als Reduktionsmittel verwendet. Im Fall der pflanzlichen Betrieben geben sie Sauerstoff als Abfallprodukt frei. Die Sonnenergie wird in chemische Energie (bekannt als lichtabhängige Reaktionen), in Form von (ATP) Adenosintriphosphat und NADPH umgewandelt, das für synthetische Reaktionen in den photoautotrophs verwendet werden kann.
Vornehmlich verwenden pflanzliche Betriebe die chemische Energie, um Kohlendioxyd in Kohlenhydrate und in andere organische Mittel durch Licht-unabhängige Reaktionen zu regeln. Die gesamte Gleichung für die Carbonfixierung (manchmal gekennzeichnet als Carbonverkleinerung) in den Grünpflanzen ist:
nCO2 + 2n H2O + ATP + NADPH wird zu (CH2O)n + n O2 + n H2O, in dem n entsprechend der Struktur des resultierenden Kohlenhydrats definiert wird.

Hexosezucker und Stärke sind die Primärprodukte, also wird die folgende generalisierte Gleichung häufig verwendet, um Carbonverkleinerungen darzustellen:

Kohlendioxyd + Wasser + Sonnen-Licht wird zu Glukose + Sauerstoff + Wasser

Die Carbonfixierung produziert ein Zwischenprodukt, das dann in die abschließenden Hexosekohlenhydratprodukte umgewandelt werden kann. Diese Kohlenhydratprodukte werden dann verschieden benutzt, um andere organische Mittel, wie die Baumaterialzellulose, als Vorläufer für Lipid- und Aminosäurebiosynthese oder als Kraftstoff in der zellularen Atmung zu bilden. Das Letzte tritt nicht nur in den pflanzlichen Betrieben, sondern auch in den Tieren auf, wenn die Energie von den pflanzlichen Betrieben durch eine Nahrungsmittelkette überschritten wird. Die Organismen, die von den photosynthetischen und chemosynthetic organismen abhängig sind, werden heterotrophs genannt.
In den Grundzügen der zellulären Atmung steht das Entgegengesetzte der Fotosynthese: Glukose und andere Mittel werden oxidiert, um Kohlendioxyd, Wasser und chemische Energie zu produzieren. Jedoch erfolgen beide Prozesse in Wirklichkeit durch eine andere Reihenfolge von Reaktionen und in den unterschiedlichen zellularen Fächern statt. Pflanzliche Betriebsfotosynthese nehmen das Licht auf, welches hauptsächlich das Pigmentchlorophyll verwendet, das der Grund ist, daß die meisten pflanzlichen Betriebe eine grüne Farbe haben. Die Funktion des Chlorophylls wird häufig durch andere zusätzliche Pigmente wie Carotine und Xanthophylle gestützt. Obgleich alle Zellen in den grünen Teilen ihres pflanzlichen Betriebes Chloroplaste haben, wird die meiste Energie grundsätzlich in den Blättern aufgenommen. Die Zellen in den Innengeweben eines Blattes, genannt das „Mesophyll“, enthalten über Millionchloroplaste über jeden quadratischen Millimeter des Blattes. Die Oberfläche des Blattes wird gleichmäßig mit einem wasserbeständigen, wächsernen Häutchen beschichtet, das das Blatt vor übermäßiger Verdampfung des Wassers schützt und die Absorption des ultravioletten oder blauen Lichtes verringert, dies ist auch erforderlich um sich zu die Eigenheizung zu verringern. Die transparente Epidermisschicht lässt Licht zu den palisade Mesophil- Zellen durchschreiten, in denen die meisten Reaktionen der Fotosynthese stattfinden.

Photosynthese in Algen und Bakterien

Obgleich sie nicht so kompliziert ist wie die pflanzliche, findet die Photosynthese biochemisch in gleicher Weise statt. Wie die pflanzlichen Betriebe, haben Algen Chloroplaste und Chlorophyll, aber verschiedene zusätzliche Pigmente sind in einigen Algen vorhanden: Phykoerythrin ist in den roten Algen (rhodophytes) anwesend, nach diesem Prinzip resultiert diese Vielseitigkeit in einer breiten Vielzahl von Farben. Alle Algen produzieren Sauerstoff und viele sind sich selbst ernährend. Jedoch bauen einige „heterotrophic“ auch auf die Materialien, die durch andere Organismen produziert werden. Z.B. in den Korallenriffen, gibt es ein symbiotisches Verhältnis zwischen den sog. „zooxanthellae“ und den korallenroten Polypen. Photosynthetisches Bakterium hat keine Chloroplaste, stattdessen findet die Photosynthese direkt innerhalb der Zelle statt. Cyanobacteria enthalten eine thylakoid Membran, die denen in den Chloroplasten sehr ähnlich sind und sind dazu die einzigen prokaryonten, die das Sauerstoff-Erzeugen der Photosynthese selbstständig durchführen können. Tatsächlich werden die Chloroplaste zu Zeit so betrachtet, daß sie sich von einem endosymbiotischen Bakterium entwickelt haben, deren auch Vorfahren sie waren und die späteren cyanobacterien verursacht haben. Das andere photosynthetische Bakterium hat eine Vielzahl der unterschiedlichen Pigmente, genannt „bacteriochlorophylls“ und produziert nicht Sauerstoff. Irgendein Bakterium wie Chromatium, oxidiert Wasserstoffsulfid anstelle vom Wasser für die Photosynthese und produziert Schwefel zur Vergeudung. Die Photosynthese wird durch seine Umlagerungen beeinflußt. Die Rate der Fotosynthese wird durch Kohlendioxyd, Lichtintensität und die Temperatur beeinflußt.

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