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1 / 8 Ein Blatt im Sonnenlicht Dieses Blatt ist der Ausgangspunkt. Ziehen Sie die Sonne, um das Licht zu neigen, und beobachten Sie die Luft: CO₂-Moleküle treiben hinein, O₂ verlässt das Blatt, und die Wasserpest im Becherglas sprudelt. Der rote Kasten markiert den Block, den wir als Nächstes herausschneiden.
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Rundgang Teile Steuerung
01 Ein Blatt im Sonnenlicht Dieses Blatt ist der Ausgangspunkt. Ziehen Sie die Sonne, um das Licht zu neigen, und beobachten Sie die Luft: CO₂-Moleküle treiben hinein, O₂ verlässt das Blatt, und die Wasserpest im Becherglas sprudelt. Der rote Kasten markiert den Block, den wir als Nächstes herausschneiden.
02 Im Inneren des Blattes Hier ist der Block im Querschnitt. Eine wachsartige Kutikula und eine klare Epidermis bedecken die Oberseite. Darunter stehen die Palisadenzellen voller Chloroplasten, dann die lockereren Schwammzellen und ein Leitbündel.
03 Spaltöffnungen lassen Gas hinein und Wasser hinaus Von unten gesehen liegt jede Pore zwischen zwei Schließzellen. Graue und rote CO₂-Moleküle gehen hinein, blauer und weißer Wasserdampf kommt heraus. Schließen Sie die Spaltöffnungen mit dem Regler, und beide Ströme hören auf.
04 Ein Chloroplast Jedes grüne Kügelchen in den Palisadenzellen ist ein Chloroplast wie dieser, hier mit durchsichtiger Hülle gezeichnet. Die Stapel aus Scheiben sind Grana, aus Thylakoidmembran aufgebaut.
05 Licht spaltet Wasser am Photosystem II Jetzt stehen wir auf einer Thylakoidmembran, oben das Stroma und unten das Lumen. Gelbe Streifen sind Photonen. Jedes am Photosystem II absorbierte Photon schickt ein Elektron (türkis) los, und der Cluster darunter holt sich ein weiteres aus Wasser.
06 Elektronen wandern zum NADPH Das Elektron läuft über Plastochinon, Cytochrom b6f und Plastocyanin zum Photosystem I, wo ein zweites Photon es erneut anhebt. Ferredoxin und FNR laden dann jeweils zwei Elektronen auf NADP⁺.
07 Protonen drehen die ATP-Synthase Wasserspaltung und b6f füllen das Lumen mit Protonen (rot). Sie können es nur durch die ATP-Synthase verlassen. 14 von ihnen drehen ihren Ring einmal, und der Kopf darüber setzt drei ATP frei.
08 Der Calvin-Zyklus baut Zucker auf Im Stroma fixiert Rubisco jedes Mal ein CO₂, wenn ein Kügelchen an ihm vorbeikommt. Jedes fixierte CO₂ verbraucht 3 ATP und 2 NADPH. Probieren Sie die Regler CO₂ und Temperatur aus und beobachten Sie, wie sich Zyklus und Kurve ändern.
Blatt Ein breites Blatt mit Mittelrippe und einem Netz aus Adern. Seine Aufgabe ist es, eine dünne Schicht grüner Zellen dem Licht entgegenzuhalten und zugleich Luft an sie heranzulassen. Palisadenparenchym Säulenförmige Zellen, dicht gepackt unter der oberen Epidermis. Die meisten Chloroplasten des Blattes sitzen hier, die dunkelgrünen Kügelchen in jeder Säule. Schwammparenchym Lockere, unregelmäßige Zellen mit Lufträumen dazwischen. Kohlenstoffdioxid, das durch die Spaltöffnungen hereinkommt, verteilt sich durch diese Lücken zu den Zellen darüber. Spaltöffnungen Poren auf der Unterseite, jede zwischen zwei Schließzellen. Wenn die Schließzellen anschwellen, öffnet sich die Pore; Kohlenstoffdioxid kommt hinein und Wasserdampf entweicht. Chloroplastenhülle Die beiden Membranen um einen Chloroplasten. Im Inneren liegt das Stroma, ein wässriger Raum, in dem der Calvin-Zyklus abläuft. Thylakoide und Grana Flache Membransäckchen, zu Grana gestapelt und durch einzelne Membranbänder, die Stromalamellen, verbunden. In diesen Membranen laufen die Lichtreaktionen ab. Photosystem II Ein Proteinkomplex mit einer Chlorophyll-Antenne. Licht treibt ein Elektron aus seinem Reaktionszentrum (P680), und sein Mangancluster holt Ersatzelektronen aus Wasser und setzt dabei Sauerstoff frei. Plastochinon, Cyt b6f, Plastocyanin Die Kette zwischen den beiden Photosystemen. Plastochinon (gelb) bewegt sich in der Membran, b6f befördert Protonen ins Lumen, und Plastocyanin (blau) trägt Elektronen an der Lumenseite entlang. Photosystem I und FNR Ein zweites Photon versetzt jedes Elektron bei P700 erneut in einen energiereichen Zustand. Ferredoxin (orange) gibt es an das Enzym FNR weiter, das zwei Elektronen auf NADP⁺ lädt und so NADPH bildet. ATP-Synthase Protonen strömen aus dem Lumen durch ihren Ring aus 14 c-Untereinheiten zurück und drehen ihn. Jede Umdrehung bildet 3 ATP im Kopf auf der Stromaseite. Calvin-Zyklus und Rubisco Rubisco (oben) verbindet CO₂ mit RuBP und liefert 3-PGA. ATP und NADPH machen daraus G3P. Der größte Teil des G3P wird zur Regeneration von RuBP verwendet; nach jeweils drei Umläufen wird ein G3P als Zuckerprodukt abgegeben.
