Fotosynthese Summenformel

Wissenschaft Biologie
#1

Hallo, ich hätte zwei Fragen zur Fotosynthese

1.) Wie könnte man begründen, weshalb in der stofflichen Bilanz Wasser als Ausgangsstoff, aber auch als Produkt erscheinen muss? Wasser wird ja grob gesagt aufgespalten in Wasserstoff und Sauerstoff. Der Sauerstoff wird abgegeben und Wasserstoff wird an das NADP+ gebunden und bildet dann das Reduktionsmittel NADPH+H+. Dann wird wiederum das NADPH+H+ in der lichtunabhängigen Reaktion (Dunkelreaktion) für die Reduktion der für die aus dem C6-Körper (aus CO2 und Akzeptormolekül: Ribulosephosphat entstanden) zerfallenen 2C3 Körper verwendet. Somit wird NADPH+H+ wieder in NADP+ und Wasserstoff gespalten und Wasserstoff reagiert glaube ich mit dem Sauerstoff aus dem CO2 und bildet somit wieder Wasser.
Stimmt diese Annahme? Und wenn Sie stimmen würde, wie könnte man das knapper erklären?

  1. Frage:

I. Lichtabhängige Reaktion
12H2O + 12 NADP+ + 3 (ADP+P) --> 6O2 + 12 (NADPH+H+) + 18 ATP

II. Lichtunabhängige Reaktion
18 ATP + 6 CO2 + 12 (NADPH+H+) --> C6H12O6 + 18 (ADP+P) + 12NADP+ 6H20

und jetzt möchte ich aus diesen Einzelgleichungen die Gesamtgleichung herleiten:

I + II: 12 H2O + 6CO2 --> C6H12O6 + 6O2 + 6H2O

Meine Frage wäre nun: Könnte man das 6 H2O ,kürzen"? also, dass es dann heißt:

I+II. 6 H2O + 6CO2 --> C6H12O6 + 6O2

Ich wäre euch wirklich sehr dankbar, wenn ihr mir helfen könntet. Vielen herzlichen Dank schon im voraus

#2

Moin auch,

Meine Frage wäre nun: Könnte man das 6 H2O ,kürzen"? also,
dass es dann heißt:

I+II. 6 H2O + 6CO2 --> C6H12O6 + 6O2

Aus chemischer Sicht geht das. Mit der Formel wird auch nicht-Biologen die fotosynthetische Reaktion beigebracht. Ob die Biologen aber eine andere Art der chemischen Schreibweise haben vermag ich nicht zu beurteilen.

Ralph

#3

Hallo!

1.) Wie könnte man begründen, weshalb in der stofflichen
Bilanz Wasser als Ausgangsstoff, aber auch als Produkt
erscheinen muss? Wasser wird ja grob gesagt aufgespalten in
Wasserstoff und Sauerstoff. Der Sauerstoff wird abgegeben und
Wasserstoff wird an das NADP+ gebunden und bildet dann das
Reduktionsmittel NADPH+H+. Dann wird wiederum das NADPH+H+ in
der lichtunabhängigen Reaktion (Dunkelreaktion) für die
Reduktion der für die aus dem C6-Körper (aus CO2 und
Akzeptormolekül: Ribulosephosphat entstanden) zerfallenen 2C3
Körper verwendet. Somit wird NADPH+H+ wieder in NADP+ und
Wasserstoff gespalten und Wasserstoff reagiert glaube ich mit
dem Sauerstoff aus dem CO2 und bildet somit wieder Wasser.
Stimmt diese Annahme?

Nö.

Und wenn Sie stimmen würde, wie könnte
man das knapper erklären?

Du hast das schon knapper erklärt als erlaubt.

Zunächst bindet CO2 an Ribulose-bis-P, das anschließend in zwei Moleküle Phosphoglycerinsäure (PGS) zerfällt. Dafür ist auch noch ein Molekül H2O erforderlich. Die beiden PGS Moleküle werden zu PGA reduziert (Phosphoglycerinaldehyd). Bei beiden Reduktionen wird je ein H2O-Molekül freigesetzt. Netto entsteht also pro gebundenem CO2-Molekül ein Molekül Wasser. Natürlich stammt das Sauerstoff-Atom letztlich aus den CO2-Molekülen, aber man darf sich das nicht so vorstellen, dass die Reduktionsäquivalente ein Sauerstoffatom aus dem CO2 klauen.

  1. Frage:

I. Lichtabhängige Reaktion
12H2O + 12 NADP+ + 3 (ADP+P) --> 6O2 + 12 (NADPH+H+) + 18 ATP

II. Lichtunabhängige Reaktion
18 ATP + 6 CO2 + 12 (NADPH+H+) --> C6H12O6 + 18 (ADP+P) +
12NADP+ 6H20

und jetzt möchte ich aus diesen Einzelgleichungen die
Gesamtgleichung herleiten:

I + II: 12 H2O + 6CO2 --> C6H12O6 + 6O2 + 6H2O

Meine Frage wäre nun: Könnte man das 6 H2O ,kürzen"? also,
dass es dann heißt:

I+II. 6 H2O + 6CO2 --> C6H12O6 + 6O2

Ja, kann man. (Und häufig wird es so auch geschrieben). Es handelt sich dann nur um eine Summenreaktionsgleichung, die den wahren Reaktionsmechanismen nicht gerecht wird. Die erste Version (mit H2O auf beiden Seiten) trägt lediglich der Tatsache Rechnung, dass das Wasser auf der Produktseite nicht identisch ist mit demjenigen auf der Eduktseite.

Michael

#4

Hallo,

du fragst u.a.:

1.) Wie könnte man begründen, weshalb in der stofflichen
Bilanz Wasser als Ausgangsstoff, aber auch als Produkt
erscheinen muss? Wasser wird ja grob gesagt aufgespalten in

Schwefelpurpurbakterien und schwefelfreie Purpurbakterien, die beide zu den phototrophen Bakterien zählen, können Kohlendioxid im Licht assimilieren. Wasser wird dazu allerdings nicht als Wasserstoff-Donator verwenden, sondern Schwefelwasserstoff. Die Sauerstoff-Ausscheidung fehlt auch.
„Was die Umwandlung von Strahlungsenergie in biochemisch verwertbare Energie (ATP) betrifft, besteht zwischen der Photosynthese der phototrophen Bakterien und der der Grünen Pflanzen im Prinzip kein Unterschied:
Bei den Purpurbakterien erschöpft sich anscheinend die Photosynthese in dieser Energiegewinnung. In der Photosynthese der Cyanobakterien und der Grünen Pflanzen hat man eine in der Evolution weiterentwickelte Photosynthese zu sehen.“ (H.G. Schlegel „Allgemeine Mikrobiologie“ Thieme Verlag 7. Auflage Seite 425).

Eine Assimilationsgleichung von Schwefelpurpurbakterien (z.B. Chromatium Bakterien) lautet:
CO2 + 2 H2S + hν --> + H2O + 2 S
Die Photosynthesegleichung der Grünen Pflanzen gegenübergestellt ergibt sich die Analogie:
CO2 + 2 H2O + hν --> + H2O + 2 O

Ich erwähne das nur, falls zufällig ein photosynthetisierendes Schwefelpurpurbakterium deine Anfrage lesen sollte.
Bei ihm muß dann Wasser nicht als Ausgangsstoff erscheinen. Schwefelwasserstoff aus einer ergiebigen Quelle, oder der Abfluß einer Kläranlage, ist als Lebenselixier willkommen.

[Das als Produkt angegebene ist die Kurzversion der allgemeinen Formel für Zucker, (CH2O)n. existiert in dieser Form nicht wirklich].

Gruß

watergolf