Aktivierung des P700
Durch die Aufnahme der beiden Elektronen "steigt" das Redoxpotenzial des Reaktionszentrums P700 stark an, und zwar von ungefähr +0,85 Volt auf ca. -1,0 Volt.
Wenn Sie Näheres über Redoxpotenziale erfahren wollen, gehen Sie bitte auf meine entsprechenden Chemie-Seiten.
Die Vorgänge bei der Lichtabsorption und Aktivierung des P700 entsprechen ziemlich genau den Vorgängen bei der Aktivierung des P680.
Eine andere wichtige Frage, die sich hier stellt, ist diese:
Wieso sind überhaupt zwei Photosysteme notwendig, um Elektronen vom Wasser auf das NADP+ zu übertragen?
Wenn man sich das Gesamtschema anschaut, das ich für diese Website erstellt habe,
dann könnte man doch denken, dass das Redoxpotenzial des aktivierten P*680 negativ genug sein müsste, damit die beiden Elektronen direkt auf das NADP+ übergehen können.
Auf den älteren Zick-Zack-Darstellungen war das nicht der Fall. Schauen wir uns beispielsweise mal das alte Schema aus dem Photosynthese-Buch von RICHTER an:
Das NADP hat hier ein Redoxpotenzial von ca. -0,3 Volt, während das aktivierte P680 nur ein Redoxpotenzial von ca. 0 Volt hat. Demnach können also keine Elektronen vom P*680 auf das NADP+ übertragen werden. Stattdessen gelangen sie über mehrere Redoxsysteme zum P700, das nach Licht-Aktivierung dann ein Redoxpotenzial von -0,7 Volt hat. Dies reicht dann für einen Elektronentransfer zum NADP+ völlig aus.
In den aktuellen Photosynthese- oder Pflanzenphysiologie-Büchern, zum Beispiel dem aktuellen STRASSBURGER, findet man ein ähnliches Z-Schema, wie ich es hier gezeichnet habe. Also kann das unzureichend negative Redoxpotenzial von P680 nicht der Grund für die Existenz des anderen Photosystems sein. Im aktuellen STRASSBURGER wird hier mit energetischen Gründen argumentiert: "Aufgrund dieser unvermeidlichen Energieverluste in Form von Wärme benötigt die oxygene Photosynthese zwei in Serie geschaltete Photosysteme, um Elektronen aus dem Wasser zur Reduktion von NADP+ verwenden zu können."
Ich interpretiere dies mal so: Im Prinzip können aufgrund der Redoxpotenzial durchaus Elektronen vom P*680 auf das NADP+ übertragen werden. Bei dieser Reaktion treten allerdings Wärmeverluste auf, der Wirkungsgrad ist nämlich deutlich kleiner als 100%. Daher "verpufft" die Redoxpotenzialdifferenz, sie reicht nicht für eine Übertragung der Elektronen aus.
Interne Links:
- Übersicht über das Z-Schema
- Redoxpotenzial (Chemie-Seiten)
- Aktivierung des P680