Algemene informatie
De lichtreactie van de fotosynthese
speelt zich af
in de bepaalde membranen (de thylakoïden) van de bladgroenkorrels.
In die membranen zitten moleculen van lichtabsorberende pigmenten. Er werken een groot aantal chlorofylmoleculen (met andere pigmenten zoals carotenoïden) samen om de lichtenergie op te vangen en aan elektronen te leveren.
De lichtabsorptie vindt in twee stappen plaats: in fotosysteem II en
in fotosysteem I.
Fotosysteem
II
Als op een chlorofylmolecuul licht
(fotonen) valt, wordt een elektron losgemaakt uit een chlorofylmolecuul en in een hogere energiebaan gebracht. Via verschillende eiwitten wordt het elektron overgebracht op
fotosysteem I.
Hierdoor verdwijnen
elektronen uit systeem I. De
ontbrekende elektronen worden aangevuld met
elektronen die vrijkomen door water te splitsen in H+ en O2- ionen.
Fotosysteem
I
Hier worden opnieuw elektronen vrijgemaakt en op een hoger energieniveau gebracht.
Via een eiwit worden deze elektronen naar een enzym vervoerd dat de stof NADP kan reduceren tot NADPH2.
De NADPH2 vervoert de waterstofionen naar de donkerreactie. Daar worden ze samen met CO2 gekoppeld aan C-verbindingen en ontstaat uiteindelijk glucose. De donkerreactie vindt plaats in het plasma (het stroma) tussen van de bladgroenkorrels
Zie voor meer uitleg over de bladgroenkorrels en de lichtreactie:
Model fotosynthese
Klik op de afbeelding om de animatie te bekijken.
Uitleg lichtreactie
Bladgroenkorrels
Efficiëntie van de fotosynthese
Het kan zijn dat er meer licht wordt geabsorbeerd dan nuttig kan worden gebruikt voor de vorming van NADPH2 en ATP. Dat kan bijvoorbeeld veroorzaakt worden doordat er op dat moment geen transporteiwitten beschikbaar zijn, de overdracht van de vorige elektronen is dan nog niet klaar, of doordat de verwerking van NADPH2 in de donkerreactie niet snel genoeg gaat.
Er worden dan
meer elektronen vrijgemaakt in fotosysteem II dan kunnen worden overgedragen op fotosysteem I. De overtollige aangeslagen elektronen vallen dan terug naar de grondtoestand, waarbij licht wordt uitgezonden (fluorescentie).
De elektronen die terugvallen, kunnen niet meer worden gebruikt voor de productie van glucose. De fluorescentie kan worden gemeten met een fluorometer.
Fluorometer
Een fluorometer meet de fluorescentie die ontstaat als elektronen na aangeslagen te zijn door
zonlicht, terugvallen tot de grondtoestand. Zo kan, indirect, de efficiëntie
van het elektronentransport van fotosysteem II naar fotosysteem I worden
bepaald en dus de efficiëntie van de fotosynthese.
Des te meer elektronen terugvallen, des te groter de fluorescentie, des te minder
efficiënt is de fotosynthese.
Meten van hittestress bij planten --> techniekkaart 2.9.2
Onderzoeksidee --> Probleemkaart dissimilatie/assimilatie 18
bronnen:
- Plas, Linus H.W. van (2005). Van ATP-ase tot Z-schema: focus op fotosynthese als voorbeeld van overlevingsstrategieën van planten. NVOX april 2005.
- Maxwel, Kate & Johnson, Giles N. (2000). Chlorofyl fluorescence - a practical guide. Journal of Experimental Botany, vol 51, nr 345. Oxford University Press.
