{"title":"Photosynthese: Infobox I","body":"Photosynthese<\/STRONG>
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<\/BR>1:<\/STRONG> Meilensteine und Experimente der Photosyntheseforschung:
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<\/BR>Die Summenformel der Photosynthese eines Kohlenhydrats war schon im 19. Jahrhundert bekannt; Einzelschritte der Photosynthese werden besonders seit ca. 1940 aufgeklärt.
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<\/BR>Der Calvin-Zyklus wurde durch Einsatz von radioaktiv markiertem CO2<\/SUB> aufgeklärt.
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<\/BR>Daß der bei der Photosynthese freiwerdende O2<\/SUB> aus der Photolyse des H2<\/SUB>O und nicht, wie früher angenommen, aus dem CO2<\/SUB> stammt, konnte ebenfalls durch Einsatz radioaktiver Isotope gezeigt werden: Pflanzen, die in mit H2<\/SUB>18<\/SUP>O angereichertem Wasser gezogen werden, geben 18<\/SUP>O2<\/SUB> nach außen ab.
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<\/BR>Isolierte Chloroplasten<\/A> können in vitro den Photosyntheseprozeß durchführen, sind also die Photosyntheseorganelle der Pflanzenzelle.
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<\/BR>Daß die Pigmente der Chloroplasten an der Photosynthese beteiligt sind, belegt die Übereinstimmung ihrer Absorptionsspektren mit dem Wirkungsspektrum der Photosynthese (= Abhängigkeit der Quantenwirksamkeit von der Wellenlänge des eingestrahlten Lichts).
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<\/BR>Lichtquanten, die bei 700 nm Wellenlänge absorbiert werden, bewirken nur dann eine hohe Photosyntheseausbeute, wenn gleichzeitig Licht der Wellenlänge um 650 nm und 720 nm zugeführt wird (Emerson-Effekt<\/A>); diese Erscheinung weist auf die Existenz von 2 Photosystemen hin.
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<\/BR>Die Hill-Reaktion<\/A> (Reduktion von Ferricyanid zu Ferrocyanid, wie heute bekannt von Photosystem II durchgeführt) zeigt ebenfalls, daß der freiwerdende O2<\/SUB> aus der Photolyse des Wassers stammt, vor allem aber, daß der wesentliche Teil der Lichtreaktion ein Elektronentransport ist.
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<\/BR>Die spezifische Anregung von Photosystem II bewirkt die Reduktion von Cytochrom<\/A>, die von Photosystem I die Oxidation von Cytochrom, was nahelegt, daß die beiden Photosysteme über Redoxsysteme gekoppelt sind.
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<\/BR>Die Reaktionszentren von Photosystem II und Photosystem I konnten mit Hilfe der Blitzlichtspektroskopie, der Messung von Absorptionsänderungen, die ein kurzer Lichtblitz auslöst, identifiziert werden.
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<\/BR>Die Aufklärung der dreidimensionalen Struktur vom Reaktionszentrum des schwefelfreien Purpurbakteriums Rhodopseudomonas viridis<\/I> (Proteine II)gelang zu Beginn der 1980er Jahre mittels hochauflösender Röntgenstrukturanalyse<\/A> durch H. Michel<\/A>, J. Deisenhofer<\/A> und R. Huber<\/A>.
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<\/BR>Die räumliche Struktur des Photosystems I<\/I> aus Cyanobakterien (Synechococcus elongatus)<\/I> konnte in den letzten Jahren mittels Kristallstrukturanalyse mit nahezu atomarer Auflösung (0,25 nm) aufgeklärt werden. Jede der 3 identischen Untereinheiten (relative Molekülmasse jeweils 356.000) des in Form eines Kleeblatts vorliegenden Photosystems I enthält 12 verschiedene Proteine, 96 Chlorophyllmoleküle und über 30 andere Bausteine. Nahezu sämtliches Chlorophyll sowie 22 Carotinoidmoleküle fungieren als Lichtsammler. Für den Elektronentransfer durch die Membran stehen 6 Chlorophyll- sowie 2 Chinonmoleküle zur Verfügung. Diese Pigmente sind so verteilt, daß für den Ladungstransport 2 nahezu gleichartig aufgebaute Wege genutzt werden können."}