An der Thylakoidmembran finden verschiedene Vorgänge statt die zur Verwendung die Photosynthese und die Produktion von ATP von entscheidender Bedeutung sind. Die Thylakoidmembran ist ein Teil des Chloroplasts und enthält das Chlorophyll, das für die Absorption von Licht verantwortlich ist.
Die Thylakoidmembran besteht aus mehreren Membransäckchen die zu Stapeln angeordnet sind. In diesen Membransäckchen befinden sich die Photosynthesekomplexe die aus Chlorophyll und anderen Molekülen bestehen. Die Photosynthesekomplexe bilden Lichtsammeleinheiten die Lichtenergie absorbieren und an energiereiche Elektronen weitergeben.
Es gibt zwei Photosysteme an der Thylakoidmembran Photosystem I und Photosystem II. Diese Photosysteme sind für die Aufnahme und Weitergabe von Lichtenergie verantwortlich. Während Photosystem I energiereiche Elektronen zusammen mit Wasserstoff in einem Molekül namens NADH2 speichert, spaltet Photosystem II Wasser in Sauerstoff und Wasser und lädt dabei eine "molekulare Batterie" namens ATP auf.
Das Photosystem II spaltet Wasser durch eine Reihe von Reaktionen die als Elektronentransport bezeichnet werden. Dabei wird Wasser in Sauerstoff und Wasserstoff gespalten. Die freigesetzten Elektronen aus dem Wasser werden zur Reduktion anderer Moleküle verwendet, während die entstandenen Protonen (Wasserstoffionen) eine Konzentrationsgradientenerzeugen.
Dieser Protonengradient wird genutzt um ATP zu generieren. Die ATP-Synthase, ein Enzymkomplex, nutzt den Protonengradienten um ADP und anorganische Phosphate zu ATP zu verbinden. ATP ist eine energiereiche Verbindung die als universeller Energieträger in biologischen Systemen fungiert.
Das erzeugte ATP wird in weiteren Stoffwechselprozessen, ebenso wie dem Calvin-Zyklus, verwendet um Kohlendioxid mit dem Wasserstoff aus dem gespaltenen Wasser zu Zucker zu verbinden.
Zusammenfassend spielt die Thylakoidmembran eine zentrale Rolle bei der Umwandlung von Lichtenergie in chemische Energie in Form von ATP. Die Photosynthese an der Thylakoidmembran ermöglicht es den Pflanzen ´ energiereiche Verbindungen herzustellen ` die für ihr Wachstum und ihre Stoffwechselprozesse benötigt werden.
Vorgänge an einer Thylakoidmembran und ihre Bedeutung für ATP
Wie laufen die Vorgänge an einer Thylakoidmembran ab und inwiefern sind diese mit der Produktion von ATP verbunden?