Lichtreaktion

3.2 Die Zick-Zack-Sammlung

Vier Zick-Zack-Schemata im Vergleich

Ich möchte hier verschiedene wissenschaftliche Darstellungen vergleichend gegenüberstellen. Dazu habe ich einmal in der mir zur Verfügung stehenden Fachliteratur nachgeschaut. Die folgenden Abbildungen sehe ich als wissenschaftliche Zitate an.
1

Fangen wir mit dem Buch von LAWLOR, Photosynthese (1990), an.

Abbildung aus: D.W. Lawlor, Photosynthese, Stuttgart 1990

Das "Z"-Schema des photosynthetischen Elektronentransportes mit den Redoxpotentialen der Photosysteme und den Komponenten der Elektronentransportkette. Die Zahlen geben die Stellen an, an denen Inhibitoren wirken oder an denen der Kette Elektronen zugefügt oder abgezogen werden können.
Wie man bei näherem Betrachten sehen kann, liegt nach LAWLORs Schema das Redoxpotential des Endakzeptors NADP⁺ unter dem des aktivierten P680. Theoretisch käme dann die Pflanze mit dem Photosystem II alleine aus. Aber die ATP-Ausbeute wäre dabei sehr gering.

2
Das nächste Schema, das ich für diesen Überblick ausgewählt habe, stammt aus dem Buch von RICHTER, "Stoffwechselphysiologie der Pflanzen", 4. Auflage von 1982.

Vom Wasser gelangen zwei Elektronen zum Reaktionszentrum P680 . Aus dem Schema geht nicht auf den ersten Blick hervor, daß das P680 ein positiveres Redoxpotential hat als Wasser. Nachdem das P680 durch Aufnahme zweier Photonen aktiviert wurde, werden die Elektronen an ein System namens X-320 abgegeben. Von da aus gelangen sie "bergab" zum sogenannten Plastochinon-Pool . Die nächste Station auf der Reise der Elektronen ist das Cytochrom f . Der Potentialunterschied zwischen Plastochinon und Cytochrom f reicht aus, um ATP zu bilden. Wie wir bereits wissen, geschieht diese ATP-Bildung indirekt über die Bildung eines Protonengradienten (chemiosmotische Theorie). Dann wandern die Elektronen zum Plastocyanin und gelangen schließlich zum Reaktionszentrum P700 des Photosystems I.

Nachdem das P700 zwei Photonen absorbiert hat, steigt sein Redoxpotential auf in sehr negatives Niveau. Die Elektronen treten auf ein System namens " Z " über. Als das Buch von RICHTER erschien, war "Z" noch nicht eindeutig identifiziert. Das nächstes Redoxsystem ist das Ferredoxin , ein wasserlösliches, eisenhaltiges Protein. Nun fließen die Elektronen zum Flavoprotein und dann schließlich zum Endakzeptor NADP .

Wenn man genau hinschaut, sieht man, daß eine Abkürzung in der Elektronentransportkette existiert, die eine Art zyklischen Elektronentransport ermöglicht. Vom Ferredoxin können die beiden Elektronen nämlich alternativ zu einem System namens Cytochrom b6 fließen. Der Redoxpotentialunterschied zwischen Ferredoxin und Cytochrom b6 ermöglicht die Synthese von ATP. Vom Cyt b6 können die Elektronen dann zurück zum Plastochinon-Pool, zum Cytochrom f oder direkt zum P700 fließen, so daß sie noch einmal zur ATP-Synthese beitragen können.

3

Das dritte Schema in meiner "Zick-Zack-Schema-Sammlung" kommt aus dem Buch von BUSCHMANN und GRUMBACH, "Physiologie der Photosynthese" von 1985.

Dieses Schema ist im Vergleich zu dem von RICHTER sehr einfach und übersichtlich gehalten. Der zyklische Elektronentransport ist nicht eingezeichnet worden. Die Redoxsysteme haben z.T. andere Bezeichnungen. Interessant ist, daß sich die Wissenschaftler offenbar nicht einigen können, welches Redoxpotential das aktivierte P680 und das NADP⁺ haben. Nach diesem Schema könnten die Elektronen wieder direkt vom P680 zum NADP⁺ fließen.
4a/b

Die beiden folgenden Schemata stammt aus einem Schulbuch, nämlich dem LINDER. Zunächst das Schema, wie es früher (80er Jahre) im LINDER zu finden war. Reichlich kompliziert für ein Schulbuch, würde ich sagen. Aber der LINDER galt schon immer als recht anspruchsvoll.

Der zyklische Elektronentransport ist hier nicht berücksichtigt worden. Das Redoxpotential des aktivierten P680 ist hier etwas positiver als das des NADP⁺.

Und nun das gleiche Zick-Zack-Schema aus der Auflage des LINDER von 2005. Das neue Schema ist jetzt auf das Wesentliche reduziert, viel leichter zu verstehen als das alte Schema. Super!

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3.2 Die Zick-Zack-Sammlung Vier Zick-Zack-Schemata im Vergleich
Ich möchte hier verschiedene wissenschaftliche Darstellungen vergleichend gegenüberstellen. Dazu habe ich einmal in der mir zur Verfügung stehenden Fachliteratur nachgeschaut. Die folgenden Abbildungen sehe ich als wissenschaftliche Zitate an. 1 Fangen wir mit dem Buch von LAWLOR, Photosynthese (1990), an. Abbildung aus: D.W. Lawlor, Photosynthese, Stuttgart 1990 Das "Z"-Schema des photosynthetischen Elektronentransportes mit den Redoxpotentialen der Photosysteme und den Komponenten der Elektronentransportkette. Die Zahlen geben die Stellen an, an denen Inhibitoren wirken oder an denen der Kette Elektronen zugefügt oder abgezogen werden können. Wie man bei näherem Betrachten sehen kann, liegt nach LAWLORs Schema das Redoxpotential des Endakzeptors NADP⁺ unter dem des aktivierten P680. Theoretisch käme dann die Pflanze mit dem Photosystem II alleine aus. Aber die ATP-Ausbeute wäre dabei sehr gering.
2 Das nächste Schema, das ich für diesen Überblick ausgewählt habe, stammt aus dem Buch von RICHTER, "Stoffwechselphysiologie der Pflanzen", 4. Auflage von 1982.

Vom Wasser gelangen zwei Elektronen zum Reaktionszentrum P680 . Aus dem Schema geht nicht auf den ersten Blick hervor, daß das P680 ein positiveres Redoxpotential hat als Wasser. Nachdem das P680 durch Aufnahme zweier Photonen aktiviert wurde, werden die Elektronen an ein System namens X-320 abgegeben. Von da aus gelangen sie "bergab" zum sogenannten Plastochinon-Pool . Die nächste Station auf der Reise der Elektronen ist das Cytochrom f . Der Potentialunterschied zwischen Plastochinon und Cytochrom f reicht aus, um ATP zu bilden. Wie wir bereits wissen, geschieht diese ATP-Bildung indirekt über die Bildung eines Protonengradienten (chemiosmotische Theorie). Dann wandern die Elektronen zum Plastocyanin und gelangen schließlich zum Reaktionszentrum P700 des Photosystems I. Nachdem das P700 zwei Photonen absorbiert hat, steigt sein Redoxpotential auf in sehr negatives Niveau. Die Elektronen treten auf ein System namens " Z " über. Als das Buch von RICHTER erschien, war "Z" noch nicht eindeutig identifiziert. Das nächstes Redoxsystem ist das Ferredoxin , ein wasserlösliches, eisenhaltiges Protein. Nun fließen die Elektronen zum Flavoprotein und dann schließlich zum Endakzeptor NADP . Wenn man genau hinschaut, sieht man, daß eine Abkürzung in der Elektronentransportkette existiert, die eine Art zyklischen Elektronentransport ermöglicht. Vom Ferredoxin können die beiden Elektronen nämlich alternativ zu einem System namens Cytochrom b6 fließen. Der Redoxpotentialunterschied zwischen Ferredoxin und Cytochrom b6 ermöglicht die Synthese von ATP. Vom Cyt b6 können die Elektronen dann zurück zum Plastochinon-Pool, zum Cytochrom f oder direkt zum P700 fließen, so daß sie noch einmal zur ATP-Synthese beitragen können. 3 Das dritte Schema in meiner "Zick-Zack-Schema-Sammlung" kommt aus dem Buch von BUSCHMANN und GRUMBACH, "Physiologie der Photosynthese" von 1985. Dieses Schema ist im Vergleich zu dem von RICHTER sehr einfach und übersichtlich gehalten. Der zyklische Elektronentransport ist nicht eingezeichnet worden. Die Redoxsysteme haben z.T. andere Bezeichnungen. Interessant ist, daß sich die Wissenschaftler offenbar nicht einigen können, welches Redoxpotential das aktivierte P680 und das NADP⁺ haben. Nach diesem Schema könnten die Elektronen wieder direkt vom P680 zum NADP⁺ fließen. 4a/b Die beiden folgenden Schemata stammt aus einem Schulbuch, nämlich dem LINDER. Zunächst das Schema, wie es früher (80er Jahre) im LINDER zu finden war. Reichlich kompliziert für ein Schulbuch, würde ich sagen. Aber der LINDER galt schon immer als recht anspruchsvoll. Der zyklische Elektronentransport ist hier nicht berücksichtigt worden. Das Redoxpotential des aktivierten P680 ist hier etwas positiver als das des NADP⁺. Und nun das gleiche Zick-Zack-Schema aus der Auflage des LINDER von 2005. Das neue Schema ist jetzt auf das Wesentliche reduziert, viel leichter zu verstehen als das alte Schema. Super!