Photosynthese Problem Set 1
Problem 9 Tutorial: Schicksal angeregter Pigmentmoleküle
Die Umwandlung von Lichtenergie in chemische Energie während der Photosynthese beginnt, wenn ein angeregtes Pigmentmolekül:
Was passiert, wenn ein Photon der Lichtenergie absorbiert wird?
Die Energie des Photons wird absorbiert, und das Photon verschwindet. Durch die Absorption des Photons wird ein Elektron vom Grundzustand in ein höheres Orbital angehoben, und zwar ganz oder gar nicht. Es entsteht ein Pigment im „angeregten Zustand“ mit einem höheren Energieniveau als das Pigment im Grundzustand, aber dieser angeregte Zustand ist sehr kurzlebig, etwa ein Milliardstel einer Sekunde.
Umwandlung von Lichtenergie in chemische Energie
| Lichtenergie wird in chemische Energie umgewandelt, wenn ein photochemisch angeregtes spezielles Chlorophyllmolekül des photosynthetischen Reaktionszentrums ein Elektron verliert und eine Oxidationsreaktion eingeht. |  |
Primärereignis der Photosynthese
| Die Umwandlung von Lichtenergie in chemische Energie ist in der nebenstehenden Abbildung zusammengefasst. Die Lichtenergie aus der Absorption eines Photons regt ein Elektron von P680 (Photosystem II) oder P700 (Photosystem I) auf ein höheres Energieniveau an. Die Reduktionskraft des Elektrons wird um etwa 1 Volt erhöht. Innerhalb von etwa einer Milliardstel Sekunde führt das angeregte Pigmentmolekül eine Oxidationsreaktion durch. Es kommt zu einer entsprechenden Reduktionsreaktion eines Elektronenträgers in der Thylakoidmembran. Das oxidierte Pigment wird anschließend reduziert, indem es ein Elektron aus Wasser (P680+ des Photosystems II) oder Plastocyanin (P7600+ des Photosystems I) aufnimmt. Eine gute Analogie zu den Reaktionszentren ist eine photovoltaische Zelle, die Sonnenlicht in elektrischen Strom umwandelt. |  |
