Die Lichtsammelfalle ist ein wichtiger Teil der Fotosynthese, bei der Pflanzen Lichtenergie in chemische Energie umwandeln. Das Licht das auf die Pflanze trifft besteht aus verschiedenen Wellenlängen die unterschiedliche Farben haben. Jedes Molekül hat ein spezifisches Absorptionsspektrum ´ das angibt ` bei welchen Wellenlängen es Lichtenergie aufnehmen kann.
Die Lichtsammelfalle besteht aus Carotinoiden und Chlorophyllen die beide lichtabsorbierende Pigmente sind. Carotinoide absorbieren vor allem gelbes und grünes Licht während Chlorophylle rotes und blaues Licht absorbieren. Warum absorbiert die Lichtsammelfalle das Licht in dieser Reihenfolge?
Der Energietransfer der das Licht von einem Pigmentmolekül auf ein anderes überträgt, erfolgt strahlungsfrei. Dieser Prozess wird als Förster-Resonanzenergietransfer (FRET) bezeichnet und findet ständig in Photosystemen statt.
Die Lichtsammelfalle hat die Aufgabe die Lichtenergie auf das "special pair" des Chlorophyll-a-Paars zu lenken. Wenn das Licht auf das Chlorophyll-Paar trifft, wird Wasser gespalten und Elektronen werden freigesetzt. Dieser Prozess wird als Photolyse bezeichnet. Das Chlorophyll-Paar oxidiert dabei und die Elektronenlücke wird durch die freigesetzten Elektronen bei der Hydrolyse gefüllt.
Die Lichtsammelfalle besteht aus Carotinoiden und Chlorophyllen, da jedes dieser Pigmente verschiedene Absorptionsspektren hat. Die Carotinoide absorbieren das gelbe und grüne Licht während die Chlorophylle rotes und blaues Licht absorbieren. Durch die Anordnung der Pigmente in der Lichtsammelfalle wird sichergestellt, dass die maximale Menge an Lichtenergie auf das Chlorophyll-Paar übertragen wird um die Photolyse und den Elektronentransport in Gang zu bringen.
Zusätzlich zu den Pigmenten in der Lichtsammelfalle sind ebenfalls andere Proteine und Moleküle beteiligt die den Energietransfer unterstützen und den Prozess der Fotosynthese effizienter machen. Die genaue Struktur und Organisation dieser Moleküle in den Photosystemen ist noch nicht vollständig verstanden und die Forschung auf diesem Gebiet ist weiterhin im Gange.
Insgesamt erfüllt die Lichtsammelfalle eine wichtige Funktion in der Fotosynthese, indem sie Lichtenergie effizient auf das Chlorophyll-Paar überträgt und so den Prozess der Energieumwandlung in der Pflanze ermöglicht. Durch die Kombination von Carotinoiden und Chlorophyllen können verschiedene Wellenlängen des Lichts optimal genutzt werden um die Photosynthese zu maximieren.
Die Funktion der Lichtsammelfalle in der Fotosynthese erklärt
Warum trifft das Licht bei der Lichtsammelfalle zuerst auf Carotinoide, die gelbes und grünes Licht absorbieren, und wird dann weitergeleitet zu Chlorophyllen, die rotes und blaues Licht absorbieren? Wie funktioniert dieser Prozess?