Wie wird ATP während der Photosynthese gebildet: Detaillierte Fakten

In diesem Artikel werden wir diskutieren, wie atp während der Photosynthese gebildet wird.   

Der Prozess der Photophosphorylierung findet innerhalb der Thylakoidmembranen der Chloroplasten der Pflanzenzellen statt, wo während der Photosynthese die Wasserstoffionen durch das Elektronentransportsystem (ETS) erzeugt werden, das an der Umwandlung des ADP und des anorganischen Phosphats in ATP arbeitet. Dieser Prozess wandelt die Lichtenergie in chemische Energie um, um ATP zu produzieren. 

Was ist ATP?

Das Vollform von ATP ist Adenosintriphosphat, das als energietragendes Molekül in jeder Zelle der Lebewesen identifiziert wird. Es wird aus dem Abbau von CO2 in die einfache Form von Zucker freigesetzt, der als Energiequelle verwendet werden kann. 

Was macht ATP in der Photosynthese?

Bei der Herstellung von ATP während des Prozesses von Photosynthese, gibt es zwei Prozesse, einer ist zyklisch und der andere ist nicht zyklisch. 

Zyklische Photophosphorylierung:

Dies ist der Prozess, der von den Prokaryoten genutzt wird, um durch die einfache Umwandlung von ADP in ATP unmittelbar Energie zu erzeugen. Es umfasst nur ein Fotosystem, PSI (P700), und folgt einigen grundlegenden Schritten, darunter:

Schritt 1: Lichtabsorption im PSI (P700): Das Licht wird von den Pigmenten im PSI absorbiert, um zum Reaktionszentrum weitergeleitet zu werden. Das Elektron wird freigesetzt, um an Ferredoxin weitergegeben zu werden, das der primäre Akzeptor ist, der dann an Cytochrom b6f weitergegeben wird, um weiter an Plastocyanin weitergegeben zu werden.   

Schritt 2: ATP-Synthese: Das Elektron mit dem höheren Energieniveau wird durch die Elektronentransportkette (ETC) übertragen, wo es Energie verliert. Die freigesetzte Energie hilft, einen Gradienten zu erzeugen, indem H+-Ionen durch die Membran gepumpt werden. Die H+-Ionen passieren ATP Synthase während ihres Abstiegs durch den Gradienten, was die Bildung von ATP verursacht, und dieser Prozess ist als Chemiosmose bekannt.

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Nichtzyklische Photophosphorylierung

Dies ist ein Prozess, an dem zwei verschiedene Photosysteme beteiligt sind, PS I (P700) und PS II (P680), bei denen Elektronen aus dem Wassermolekül entfernt und durch beide Photosysteme übertragen werden, um NADPH und ATP zu produzieren. Die grundlegenden Schritte des Prozesses umfassen: 

Schritt 1: Lichtabsorption in PSII (P680): Das Licht wird von den Pigmenten in der Thylakoidmembran absorbiert und zum Reaktionszentrum weitergeleitet, wo die Energie auf P680 übertragen wird, um ein Elektron auf ein höheres Energieniveau zu bringen. Als nächstes wird das Elektron mit höherem Energieniveau über das Akzeptormolekül geleitet, das dann durch ein Elektron aus dem Wassermolekül ersetzt wird. Diese Spaltung des Wassermoleküls wird als „Photolyse“ bezeichnet, um Sauerstoff durch die Pflanzen freizusetzen. 

Schritt 2: ATP-Synthese: Das Elektron mit höherem Energieniveau wird durch die Elektronentransportkette (ETC) transportiert, um dabei Energie zu verlieren. Die freigesetzte Energie erleichtert das Pumpen von H+-Ionen aus dem Stroma in Richtung der Thylakoidmembran, um einen Gradienten aufzubauen. Während die H+-Ionen durch den Gradienten nach unten geleitet werden, passieren die H+-Ionen die ATP-Synthase, die die Produktion von ATP antreibt, und dieser Prozess wird als Chemiosmose bezeichnet. 

Schritt 3: Lichtabsorption im PSI (P700): Die Elektronen des PSII treffen im Reaktionszentrum des PSI ein. Wenn die Lichtenergie von den Pigmenten innerhalb des Reaktionszentrums weitergeleitet wird, werden die Elektronen innerhalb von P700 angeregt, höhere Energieniveaus zu bilden, die über das Akzeptormolekül übertragen werden. Die fehlenden Elektronen im PSI werden durch die Elektronen des PSII ersetzt. 

Schritt 4: Bildung von NADPH: Diese Elektronen mit höheren Energieniveaus werden dann durch einen kurzen Abschnitt von ETC übertragen und am Ende der Kette wird das NADP+ in NADPH umgewandelt. 

Unterschied zwischen zyklischer und nicht-zyklischer Photophosphorylierung 

Wie viel ATP wird bei der Photosynthese produziert?

Zyklische Photophosphorylierung kann unter schlechten Lichtverhältnissen oder unter besonderen Bedingungen wie der Ansammlung von erhöhten NADPH-Molekülen innerhalb der Chloroplasten auftreten. Es ist bei Prokaryoten in Bezug auf die Synthese unmittelbarer Energie üblich.

Dies ist ein wichtiger Prozess in der Photosynthese, da er die Bildung chemischer Energie nur in Form von ATP gewährleistet. Hier werden die Elektronen angeregt, nur in das Photosystem I einzutreten. Dieser Prozess erzeugt die Bildung von 2 ATP-Molekülen und keinen NADPH- oder Sauerstoffmolekülen.  

Bei der nichtzyklischen Photophosphorylierung erfolgt die Initiierung der zu reduzierenden Elektronen durch den Prozess der Photooxidation des Wassermoleküls. Dies ist der wesentliche Prozess der Photosynthese, da er für die Bildung chemischer Energie in Form von NADPH und ATP sorgt und Luftsauerstoff für andere Lebewesen zum Atmen freisetzt. Es erzeugt die Bildung von 1 ATP-Molekül und 2 NADPH-Molekülen.  

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