Was versteht man unter dem Z-Schema der eukaryotischen Photosynthese?

Das Z-Schema der eukaryotischen Photosynthese beschreibt den Weg der Elektronen während der Lichtreaktionen der Photosynthese in Pflanzen, Algen und Cyanobakterien. Es wird als "Z-Schema" bezeichnet, weil die Energieänderungen der Elektronen, wenn sie durch die verschiedenen Komponenten des Photosyntheseapparats wandern, in einem Diagramm eine Z-ähnliche Form ergeben.

Hier sind die Hauptschritte des Z-Schemas:

1. **Photosystem II (PSII)**: Lichtenergie wird von Chlorophyllmolekülen im PSII absorbiert, was zur Anregung von Elektronen führt. Diese Elektronen werden auf ein höheres Energieniveau gehoben und dann an einen primären Elektronenakzeptor weitergegeben. Gleichzeitig wird Wasser gespalten (Photolyse), wobei Sauerstoff freigesetzt und Protonen (H⁺) sowie Elektronen bereitgestellt werden.

2. **Elektronentransportkette (ETC)**: Die angeregten Elektronen wandern durch eine Reihe von Elektronentransportern in der Thylakoidmembran. Während dieses Transports wird Energie freigesetzt, die genutzt wird, um Protonen in das Thylakoidlumen zu pumpen, wodurch ein Protonengradient entsteht.

3. **Photosystem I (PSI)**: Die Elektronen erreichen schließlich das PSI, wo sie durch die Absorption von Licht erneut angeregt werden. Diese hochenergetischen Elektronen werden dann auf ein höheres Energieniveau gehoben und an einen weiteren primären Elektronenakzeptor weitergegeben.

4. **NADP⁺-Reduktase**: Die Elektronen werden schließlich auf NADP⁺ übertragen, um NADPH zu bilden, ein Molekül, das in den Dunkelreaktionen der Photosynthese (Calvin-Zyklus) verwendet wird.

Das Z-Schema ist entscheidend für die Umwandlung von Lichtenergie in chemische Energie, die in Form von ATP und NADPH gespeichert wird. Diese Moleküle werden dann im Calvin-Zyklus verwendet, um Kohlenhydrate aus Kohlendioxid zu synthetisieren.