Photosynthese

Photoautotrophe (Griechisch für „selbsternährende“ Organismen) nutzen die Energie der Sonne, um komplexe organische Moleküle aus Kohlenstoffdioxid und Wasser herzustellen. Die chemische Reaktion lautet:

6 H₂O + 6 CO₂ -> C₆H₁₂O₆ + 6 O₂

Diese Reaktion stimmt nur zum Teil und die unterliegenden Mechanismen sind extrem komplex. Die zahlreichen Reaktionen, die in der Photosynthese involviert sind, können in zwei Prozesse unterteilt werden: die Lichtreaktion und den Calvin-Zyklus. In dieser Simulation konzentrieren wir uns auf die Lichtreaktion, also die Umwandlung von Sonnenlicht in chemische Energie in der Form von ATP und das Reduktionsmittel NADPH.

Ort

In eukaryotischen Organismen findet die Photosynthese in den Chloroplasten statt. Diese Zellorganellen bestehen aus drei Membranen. Die innerste Membran bildet stapelartige Strukturen, die Thylakoide. In dieser Thylakoidmembran erfolgt die Lichtreaktion der Photosynthese.

Eine interessante Geschichte rankt sich um die beiden anderen Membranen: Chloroplasten waren einmal freilebende Zellen/Bakterien, die von frühen eukaryotischen Zellen aufgenommen wurden. Anstatt verdaut zu werden, erwiesen sie sich als nützlich, indem sie der Zelle Energie bereitstellten. Die zwei symbiotischen Zellen wurden unabhängig voneinander und die photosynthetische Zelle wurde zu dem, was wir heute als eine Organelle bezeichnen. Die zwei Membranen sind Überbleibsel von der Vakuole des Eukaryoten (äußere Membran) und der Plasmamembran der photosynthetischen Zelle (innere Membran).