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Sekundärvorgänge der Fotosynthese

Die Zelle hat nun ATP und auch NADPH+H+. Was fehlt noch?

Während der Sekundärreaktionen der Fotosynthese werden diese Energieformen (= die Produkte der Lichtreaktion) in dauerhafte Speicherformen überführt (Zucker, Stärke).

Merke

Bei der Sekundärreaktion kommt CO2 zum Einsatz.

NADPH+H+ sind bereits schon gute und relativ stabile Formen, um die Energie des eingestrahlten Sonnenlichts zu speichern, Zucker und Stärke eignen sich jedoch deutlich besser Langzeitspeicher für die aufgenommene Energie.

Im Verlauf der lichtunabhängigen Reaktion werden die beteiligten Komponenten reduziert!

NADPH+H+ wird verbraucht.

Merke

Sekundärvorgänge der Fotosynthese sind Reduktionsvorgänge und sind lichtunabhängig.

Ablauf der Sekundärreaktion

(1) Phase der CO2-Fixierung

CO2 bindet an Ribulose-1,5-bisphosphat (RubP2), einem C5-Körper. Dabei wird ein instabiler C6-Körper gebildet, aus dem 2 C3-Körper entstehen.

C3-Körper = 3-Phosphoglycerat oder 3-Phosphoglycerinsäure (3-PG)

(2) Reduktionsphase

Reduktion und Phosphorylierung bilden nun in zwei Teilschritten Glycerinaldehyd-3-phosphat (GAP).

ATP erhöht das Energieniveau des 3-PG zum 1,3-Bisphosphoglycerat (1,3-BPG).

Die Säure 1,3-BPG wird zum Aldehyd reduziert, wobei das NADPH+H+ aus der Lichtreaktion als Elektronendonor benötigt wird.

Der aktivierte C3-Körper GAP stellt die Grundstufe der Glukosebildung dar. Aus zwei C3-Körpern kann rein rechnerisch der C6-Körper Glukose gebildet werden. Die Bildung von einem Mol Glukose benötigt 6 Mol CO2, der Calvin-Zyklus muss dazu sechsmal durchlaufen werden.

Das GAP im Calvin-Zyklus hat zwei Aufgaben:

  • Glukosebildung
  • Regeneration des C5-Körpers Ribulose-1,5-bisphosphat

(3) Phase der Regenerierung

Bevor ein neues CO2-Molekül in den Calvin-Zyklus aufgenommen werden kann, muss das Akzeptormolekül Ribulose-1,5-bisphosphat regeneriert werden. Dabei kommt es zu Umlagerungen der im Zyklus verbleibenden C3-Moleküle, sodass ein C5-Köper entsteht. Dieser wird wiederum unter ATP-Verbrauch aktiviert.

Merke

Calvin-Zyklus: Fixierung CO2 – Reduktion – Regenerierung

Calvin-Zyklus im C-Körperschema. Siehe auch Dunkelreaktion in Stichpunkten. Die Kompontenen des Calvin-Zyklus sind auf den Eintrag von 6 Mol Kohlenstoffdioxid ausgelegt, so dass direkt ein Mol Glukose entstehen kann und wiederum 6 Mol Akzeptormoleküle in Form von Ribulose-1,5-bisphosphat zur Verfügung stehen.

Calvin-Zyklus im C-Körperschema.

Video: Sekundärvorgänge der Fotosynthese

Dunkelreaktion: Während der Sekundärreaktionen der Fotosynthese werden diese Energieformen in dauerhafte Speicherformen überführt (Zucker, Stärke). Jetzt endlich wird CO2 benötigt!
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Autor: Dr. Martina Henn-Sax

Dieses Dokument Sekundärvorgänge der Fotosynthese ist Teil eines interaktiven Online-Kurses zum Thema Stoffwechsel.

Dr. Martina Henn-Sax verfügt über langjährige Erfahrung auf diesem Themengebiet.
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