(Nicht-Experten-Frage) Was genau machen Chloroplasten, wenn sie "Licht in chemische Energie umwandeln"?

Haftungsausschluss: Diese Frage wird irgendwie über Biologie, Chemie und Physik gesprüht.

Jedenfalls musste ich mich neulich über Photosynthese informieren, und obwohl sie ziemlich komplex ist, glaube ich, sie verstanden zu haben - bis auf eine Sache: Überall wird im Grunde nur gesagt, dass Chloroplasten Lichtenergie in chemische Energie umwandeln. Aber anscheinend interessiert es niemanden, wie sie es tun. Eine Erklärung habe ich auch nach einigem googeln nicht gefunden. Nicht einmal Wikipedia hatte etwas für mich (zumindest nichts, was ich aus dem Fachjargon herauslösen konnte).

Meine Frage ist nun also: Was genau passiert bei diesem Vorgang? Es wäre gut, wenn die Antwort nicht zu viel Fachjargon enthalten würde, da ich auf dem Gebiet nicht wirklich erfahren bin. (Nur das übliche Wissen und ein bisschen mehr, weil man sich allgemein für Wissenschaft interessiert).

Der Gesamtprozess ist die Photosynthese, der Chloroplast ist die Struktur, die dies in den meisten photosynthetisierenden Organismen bewerkstelligt. Eine Beschreibung finden Sie in jedem Biologietext. Hier ist eine Referenz mit Diagrammen zur Veranschaulichung der Rolle des Chloroplasten: www2.estrellamountain.edu/faculty/farabee/BIOBK/BioBookPS.html
@bpedit Danke, das sind schon etwas mehr Informationen. Es heißt, In the Light Dependent Processes (Light Reactions) light strikes chlorophyll a in such a way as to excite electrons to a higher energy state. In a series of reactions...aber es erwähnt nicht, was diese Reaktionen sind. Die Elektronen gewinnen mehr Energie, aber das ist nur ein Teil der Antwort.
Ihre Frage ist weit gefasst. Bitte schränken Sie es auf ein bestimmtes Problem ein.
@WYSIWYG Sie haben bemerkt, dass es bereits eine akzeptierte Antwort gibt, die genau die Informationen enthält, nach denen ich gefragt habe, oder? Und ich denke nicht, dass die Frage zu weit gefasst ist. "Was genau passiert, wenn das Licht in chemische Energie umgewandelt wird" ist ziemlich spezifisch, denke ich. Was hättest du gebraucht, um es besser zu verstehen?
@Namnodorel Nur weil es eine akzeptierte Antwort gibt, heißt das nicht, dass die Frage selbst sehr gut ist. Vielleicht haben Sie Ihre Antwort bekommen, aber für einen allgemeinen Leser sollten die Frage und die Antwort kohärent, verständlich und nützlich sein. „Was genau passiert, wenn das Licht in chemische Energie umgewandelt wird“: Zu diesem Thema finden Sie ein ganzes Buchkapitel. Sie können sehr ins Detail gehen; Menschen forschen immer noch intensiv über die Mechanismen der Photosynthese. Sie sollten daher klären, was genau Sie suchen. Die Frage sollte klar und deutlich sein.
Darüber hinaus ist die derzeit akzeptierte Antwort sehr einfach (ich sage nicht, dass sie schlecht ist). Wenn Sie tatsächlich nach einer solchen Antwort suchen, wird von Ihnen erwartet, dass Sie selbst Nachforschungen anstellen. Diese Art von grundlegenden Informationen (eigentlich mehr Details) finden Sie in Wikipedia oder ähnlichen Ressourcen. Wann immer Sie sagen „Ich habe so und so gesucht“, sollten Sie erklären, was Sie dort gefunden haben und warum es nicht zufriedenstellend (oder nicht verständlich) war, damit die Leute ihre Antworten auf die Punkte konzentrieren können, die Sie tatsächlich verstehen müssen.
@WYSIWYG Nun, was ich gefunden habe, war nur "Chloroplasten verwandeln Licht in chemische Energie", was ich in der Frage erwähnt habe. Ich hatte keine Ahnung, was dabei passierte, also konnte ich nicht nach den genauen Reaktionen fragen oder was mit den Elektronen passiert, weil ich nicht sicher war, ob es wichtig wäre/meine Wissenslücke füllen würde. Vielleicht wäre das irrelevant, und ich würde eine unbefriedigende Antwort bekommen? Was ich mit der akzeptierten Antwort gemeint habe, ist, dass es genau das ist, wonach ich gesucht habe. Wie hätte ich es konkreter machen können, damit Sie wissen, dass ich genau das meine?
Zu viele Dinge, die Chloroplasten tun. Lichteinfang ist nur eine Aufgabe, die mit Hilfe von Antennensystemen, LHC (Light Harvesting Complex) und Reaktionszentren erledigt wird. Aber neben allen Hauptschritten der Photosynthese (alle Schritte der Lichtreaktion und der lichtunabhängigen Reaktion) spielen Chloroplasten eine Rolle bei verschiedenen Stoffwechselvorgängen wie der Synthese einiger Lipide, Aminosäuren, Sekundärmetaboliten usw. und nehmen an der Synthese und Speicherung von Pflanzen teil Hormone (Wachstumsregulatoren). Sie haben eine Rolle, die spezifische Lichtreize wahrnimmt. Außerdem haben sie (und alle Plastiden) eine eigene genetische Maschinerie.
@AlwaysConfused Okay, das sehe ich. Besser jetzt?

Antworten (1)

Ich sehe, Sie haben es versucht, also ist hier eine Zusammenfassung, die hoffentlich sowohl Ihrem aktuellen Wissensstand als auch Ihrer Neugier entspricht.

Licht regt Elektronen im Chlorophyll zu einer höheren Energie an. Höhere Energie bedeutet weniger stabil, diese Elektronen wollen in einen Zustand niedrigerer Energie zurückkehren. Der Chloroplast ist so strukturiert, dass die Elektronen, anstatt einfach in den niedrigeren Energiezustand im Chlorophyll zurückzufallen, um das gerade absorbierte Licht freizusetzen, an ein anderes Molekül weitergegeben werden. Wenn die Elektronen an andere Moleküle weitergegeben werden, verlieren sie Energie. All dies findet auf einer Membran innerhalb des Chloroplasten statt. Die Energie, die durch die Elektronen "verloren" geht, wird genutzt, um Wasserstoffionen durch diese "Thylakoid"-Membran im Chloroplasten zu pumpen. Die erhöhte Konzentration von H+ im Thylakoidraum ist eine weitere Energieform, die Arbeit verrichten kann. Die geleistete Arbeit ist die Schaffung von ATP.

Wir sind mit diesen Elektronen noch nicht fertig. Sie werden an noch mehr Moleküle weitergegeben und verlieren bei jeder Weitergabe wieder Energie. Diese Energie wird verwendet, um zusätzliche energiereiche Substanzen zu schaffen, die die Bildung energiereicher organischer Moleküle in einem Prozess antreiben, der als Calvin-Zyklus bezeichnet wird. Auch der Calvin-Zyklus, der den Zucker G3P aus anorganischem CO2 aus der Atmosphäre erzeugt, findet innerhalb des Chloroplasten statt.

Der Chloroplast ist also eine Multitalent-Fabrik für die Umwandlung von CO2 in Zucker. Diese Zucker liefern sowohl Energie als auch Kohlenstoff in verwertbarer organischer Form für andere Prozesse in der Pflanze. Chloroplasten enthalten auch DNA. Dies und andere Beweise deuten darauf hin, dass Chloroplasten, wie Mitochkondrien, einst frei lebende Organismen waren, die von anderen Organismen kooptiert wurden und nun innerhalb von Zellen in einer wechselseitigen Assoziation existieren (die Endosymbionten-Theorie).

Vielen Dank, endlich eine gute Erklärung ^^ Ich muss wahrscheinlich mehrmals darüber nachdenken, um es vollständig zu verstehen, aber es ist etwas, womit man arbeiten kann :)