Welche Beziehung besteht zwischen den Licht- und Dunkelreaktionen der Photosynthese?

Meine Hauptsorge ist, warum werden die dunklen Reaktionen (die Hexose produzieren) benötigt? Soweit ich weiß, besteht der einzige Zweck der Photosynthese darin, Kohlenhydrate zu synthetisieren, die nur zur Energiespeicherung verwendet werden. Warum also speichern Pflanzen Energie nicht direkt als ATP (durch Photophosphorylierung) und nicht als Kohlenhydrate? (Das wäre natürlich zu schade für andere Kreaturen.)

Ausarbeitung meiner Frage:

  1. Pflanzen verwenden Chlorophyll, um Lichtenergie durch Photophosphorylierung und Chemiosmose in chemische Energie von ATP und NADPH umzuwandeln.

  2. Dann verwenden Pflanzen das ATP und NADPH, um Glukose durch den Calvin-Zyklus zu synthetisieren.

Also, was ist die Notwendigkeit von Schritt 2? Warum verwenden Pflanzen nicht einfach dieses ATP und NADPH für ihren Stoffwechsel?

PS: Obwohl @David eine nette Antwort auf die aktuelle Form der Frage gegeben hat , bleibt die ausgewählte Antwort von @christian immer noch ausgewählt, da sie meine ursprüngliche Frage beantwortet hat, dh warum überschüssiges ATP für Pflanzen nicht möglich ist, anstatt warum die Synthese von Kohlenhydraten wichtig ist . Alle weiteren Antworten/Kommentare beziehen sich auf letztere, obwohl keine davon als richtig ausgewählt werden kann, da letztere Frage nicht die ursprüngliche ist.

Nein, die Photosynthese wird verwendet, um anorganischen Kohlenstoff zu assimilieren, um ihn in der Biosynthese zu verwenden (dafür steht „Synthese“). Mit Energie hat das wenig zu tun. Es gibt quasi-photosynthetische Bakterien, die nur Licht zur Energiegewinnung verwenden und daher auf Produzenten erster Ebene für organischen Kohlenstoff angewiesen sind (Organismen mit funktionierendem Calvin-Zyklus, Arnon-Zyklus usw.). Sie benötigen organischen Kohlenstoff, um Proteine, Nukleinsäuren und Lipide herzustellen.
danke, ich wurde tatsächlich in die Irre geführt, dass Kohlenhydrate nur zur Energiespeicherung synthetisiert werden, und habe völlig vergessen, dass unser ganzer Körper auf Kohlenstoff basiert, was wir im Grunde aus Kohlenhydraten und ihren Derivaten gewinnen ;-)
Pflanzen sind Eukaryoten und haben Mitochondrien, also führen sie auch Glykolyse und oxidative Phosphorylierung durch. Tiere speichern nicht mehr Energie in ATP als Pflanzen. Wir speichern es in Glykogen und Fetten.
Ja, Sir @AMR, ich habe es jetzt verstanden und deshalb habe ich die Antwort unten als richtig ausgewählt und mich bei Eli für den Kommentar bedankt ;-)
Kohlenhydrate geben die Energie nicht so leicht ab, sodass sie für die Speicherung und den Ferntransport verwendet werden können. Wie ein Stück Papier (obwohl Zellulose), zündet es nur, wenn es eine Flamme bekommt, obwohl die Reaktion exotherm ist.
Warum viele biologische Prozesse unnötig kompliziert sind. Alles (Struktur/Funktion), das in der Natur gefunden wird, ist das Ergebnis eines Zufalls. Nichts geschah „absichtlich“. In zufälligen Ereignissen von Mutationen usw., die für einen bestimmten kleinen Kontext von Vorteil werden; ist ausgewählt.
Als Antwort auf deine PS. Wenn das, was Sie sagen, wirklich Ihre Absicht war, warum dann Pflanzen pflücken? Tiere speichern Energie auch nicht als ATP. Und Ihr ursprünglicher Titel "Warum ist die Photosynthese so kompliziert?" konzentrierte sich auf die Photosynthese, als ob Sie gerade erst in das Thema eingeführt worden wären und die Bedeutung der Lichtreaktion erkennen könnten (vielleicht in einem Kapitel eines Buches wie Berg et al. Betrachtet und verwirrt über die zusätzliche Komplexität eines separates Kapitel über die Dunkelreaktion, von der Sie annahmen, dass sie gespeichert werden sollte – wie Sie in Ihrer Antwort auf @EliKorvigo zugegeben haben.
@david du nimmst einfach zu viel an. Ich habe Pflanzen gepflückt, weil Tiere keine Glukose synthetisieren (na ja, von Grund auf neu). Und mein Fragetitel konzentrierte sich auf die Photosynthese, weil Licht- und Dunkelreaktionen in (ziemlich) direktem Zusammenhang stehen, aber anderswo (insbesondere bei Tieren) kein solcher Zusammenhang besteht. Warum diese Frage gestellt wurde, ist wiederum eine lange Geschichte, auf die ich nicht eingehen möchte.
@another'Homosapien' Bezüglich: "Tiere synthetisieren keine Glukose" - wir tun es tatsächlich, das nennt man Glukoneogenese.
@eli ah, mein freund! Deshalb sagte ich "von Grund auf neu". Kommentare, die eine Größenbeschränkung haben, sind wirklich keine Orte, um mit der richtigen Semantik zu schreiben, Sie müssen nur einige Dinge verstehen. In Ordnung, lassen Sie mich Ihnen die Geschichte erzählen: Dieses Konto gehörte meinem Sohn, er stellte diese (und ein paar weitere) Fragen. Ich, widerstrebend, einen neuen Ausweis zu erstellen, fing an, sein Konto zu benutzen und Fragen zu beantworten. Er nutzt diese Seite kaum noch. Also bitte denkt nicht ich bin ein Neuling ;)
@WYSIWYG dieser wurde tatsächlich früher als der andere gefragt, also ... : D
@another'Homosapien' wurde mir nach dem Taggen klar. Ich habe die Mods gebeten, die andere Frage nach Möglichkeit mit dieser zusammenzuführen.

Antworten (2)

ATP ist ein schlechtes Medium zum Speichern von Energie, wie hier beschrieben .

  • ATP hat ein Molekulargewicht von 507 Da
  • Glukose hat ein Molekulargewicht von 180 Da und enthält die gleiche Energiemenge wie 31 ATP-Moleküle
Diese Antwort adressiert einen Aspekt der Frage „Warum Energie als Kohlenhydrate und nicht als ATP speichern?“. Es hätte auch die tatsächlichen Speicherformen (polymerisierte Hexosen) und Faktoren wie ihre Neutralität und osmotischen Eigenschaften berücksichtigen können. Es bestreitet jedoch nicht die Behauptung in der Frage, dass der einzige Zweck der Synthese von Kohlenhydraten in der Dunkelreaktion die Speicherung ist. Es ist nicht und auch nicht der Hauptzweck, wie in meiner eigenen Antwort erläutert.

Entschuldigung

Diese Frage hat eine sehr einfache Antwort, die in einem Kommentar von @EliKorvigo (und vom Poster bestätigt) zwei Jahre vor dem Schreiben dieser Antwort gegeben wurde. Der Kommentator hat jedoch keine Antwort gepostet, sodass der Poster, anstatt seine Frage zurückzuziehen, eine Antwort akzeptiert hat, die zwar nicht sachlich falsch, aber keine vollständige Antwort auf die Frage ist. Meiner Meinung nach ist die Photosynthese ein Thema, das so wichtig ist, dass eine umfassendere Antwort darauf gegeben werden sollte.

Der Irrtum

Der Poster schreibt in seiner Frage:

„Der einzige Zweck der Photosynthese ist die Synthese von Kohlenhydraten, die nur zur Energiespeicherung verwendet werden “

Wie in einfacheren Berichten als aufgeblähten Biochemie-Lehrbüchern betont wird ,

„Der wesentliche Zweck der Photosynthese besteht darin, die Kohlenhydrate – und daraus die anderen organischen Verbindungen – zu synthetisieren, die lebende Organismen selbst bilden (Pflanzen und photosynthetische Bakterien)“

Der Zweck der beiden Reaktionen der Photosynthese

Dunkelreaktion: Wandelt CO 2 in Kohlenhydratverbindungen um

Lichtreaktion: Wandelt Lichtenergie in chemische Energie um, um die Synthese der Kohlenstoff-Kohlenstoff- und anderer Bindungen der Kohlenhydrate und des zur Reduktion des CO 2 benötigten NADPH zu ermöglichen .

(Einzelheiten siehe z. B. Kap. 20 bzw. Kap. 19 von Berg et al.)

Verteilung von Kohlenhydraten in Pflanzen und andere Funktionen

Photosynthese findet in jenen (grünen) Geweben von Pflanzen statt, die Chloroplasten enthalten. Das Kohlenhydratprodukt muss auf die anderen Gewebe verteilt werden, die keine Chloroplasten enthalten. Dieser Transport erfolgt durch das Phloem, wobei Glucose 6-P und Fructose 6-P zunächst in die neutrale Transportform Saccharose umgewandelt werden. ( Siehe SparkNotes für eine einfache Zusammenfassung oder Liu et al. (2012) für eine fortgeschrittenere Behandlung.)

Obwohl ein Großteil der Saccharose metabolisiert wird, um die strukturellen Komponenten bereitzustellen, aus denen die Gewebe bestehen (insbesondere Zellulose), wird ein Teil davon verwendet, um das für den Stoffwechsel benötigte ATP und NADPH zu erzeugen.

Speicherung von Kohlenhydraten in Pflanzen

Die akzeptierte Antwort kann so verstanden werden, dass sie den Trugschluss in der Frage akzeptiert, dass der Zweck der Hexoseproduktion bei der Photosynthese die Speicherung ist, und weiterhin impliziert, dass Glukose die Speicherform von Kohlenhydraten in Pflanzen ist. Natürlich sind polymere Hexosen, Stärke und Saccharose die Hauptspeicherformen von Kohlenhydraten in Pflanzen, zusammen mit einigen Fetten und Ölen , insbesondere in Samen.

Es ist eine gute Antwort, aber ich habe die frühere Antwort ausgewählt, weil sie auf den Punkt gebracht wurde . Ich habe kein Problem mit der modifizierten Form der Frage (die sie tatsächlich in eine andere Richtung führt), da es auch eine gute Frage für die Site ist, aber ich kann Ihre Antwort jetzt nicht akzeptieren, da sie die ursprüngliche Frage nicht beantwortet (Wie ich dazu kam, diese Frage zu stellen, ist eine lange Geschichte). Wie auch immer, +1 für die Mühe :)
@another'Homosapien' — Kein Problem, welche Antwort akzeptiert wird. Ich bin zufällig auf diese Frage gestoßen und hatte das Gefühl, dass neben der Energiespeicherung auch eine Antwort auf den Zweck der Dunkelreaktion erforderlich war.
Welche Beziehung besteht zwischen den Licht- und Dunkelreaktionen der Photosynthese?
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