Photosynthesis (Calvin cycle)
Light reaction
o Zonlicht omzetten in chemische energie (ATP en NADPH), in thylakoïd. Is bedoeld om
ATP te produceren voor de Calvin cyclus
o Vindt plaats in fotosysteem I en II (bestaat uit chlorofyl, andere kleine organische
moleculen en eiwitten)
o Linear electron flow:
Dark reaction (Calvin cycle)
o Vindt plaats in stroma
o Gebruikt ATP als energiebron en NADPH zodat er minder energie nodig is
o CO2 suiker (G3P)
o 3 fases:
1. Carbon fixation: 1 CO2 wordt gekoppeld aan
ribulose bisfosfaat (RuBP), gekatalyseerd door
rubisco six-carbon intermediate 2
molecules of 3-phosphoglycerate
2. Reduction: elk 3-phosphoglycerate molecuul
krijgt een extra fosfaatgroep van ATP 1,3-
biphosphoglycerate elektronen van NADPH
reduceren 1,3-biphosphoglycerate, verliest
daardoor ook een fosfaat glyceraldehyde-3-
fosfaat (G3P). 5 G3P gaan verder in de cylcus om
RuBP te hergenereren
, 3. Generation of the CO2 acceptor (RuBP): de 5 G3P moleculen worden door 3
ATP weer omgezet in RuBP zodat het weer aan CO 2 kan binden
Absorption, reflection, transmission
o Absobtion: verschillende pigmenten absorberen licht van verschillende golflengtes.
Golflengtes die zijn geabsorbeerd verdwijnen
o Reflection: licht dat wordt weerkaatst
o Transmission: licht dat wordt doorgelaten
Vb: we zien groen omdat chlorofyl rood en blauw licht absorbeert, groen licht wordt
gereflecteerd en doorgelaten
Relationship between chlorophyll & absorption
o Drie typen pigmenten in chloroplasten: chlorofyl a (belangrijkste, voor lichtreactie),
chlorofyl b en carotenoïden. Deze 3 samen kunnen al het zichtbaar licht absorberen
op groen na (chlorofyl b en carotenoïden ondersteunen chlorofyl a)
CO2-response curve of photosynthesis
o Hoe meer CO2, hoe meer fotosynthese. Tot een bepaald punt; alle rubisco is dan
verzadigd
Light-response curve of photosynthesis
o Hoe hoger de lichtintensiteit, hoe meer fotosynthese
Photorespiration
o Als de CO2 opraakt kan er O2 worden gebruikt in de Calvin cyclus door rubisco. Er
ontstaat een C2 en C3 molecuul. Het C2 molecuul reageert vervolgens met O2 tot CO2.
o Heel inefficiënt: ATP wordt verbruikt en niet hergegenereerd en er wordt geen suiker
gegenereerd fotorespiratie vermindert de opbrengst van fotosynthese.
Source: sink interactions
Physiological and anatomical differences C3 / C4 / CAM metabolism
o Ontwikkeld door planten om fotorespiratie te minimaliseren
o C3: ‘normale’ plant. Geen speciaal mechanisme om fotorespiratie te vermijden
o C4: licht- en donkerreactie zijn fysiek van elkaar gescheiden (mesophyll en bundle
sheath cellen)
Warm en droog weer: plant sluit huidmondjes om vochtverlies te beperken
ook geen CO2 meer de plant in.
Kost 2 ATP
Voordeel: door hoge CO2 concentratie in BS cellen bindt O 2 niet aan rubisco;
minder fotorespiratie
o CAM: scheiding in tijd, niet in anatomie
Huidmondjes overdag gesloten, ’s nachts open
Plant neemt ’s nachts dus CO2 op en slaat dit op in organische zuren
Overdag kan ATP en NADPH worden gemaakt met licht en wordt het
opgeslagen CO2 vrijgemaakt en gebruikt in de Calvin cyclus
Physiological and anatomical differences sun- and shade leaves
Light reaction
o Zonlicht omzetten in chemische energie (ATP en NADPH), in thylakoïd. Is bedoeld om
ATP te produceren voor de Calvin cyclus
o Vindt plaats in fotosysteem I en II (bestaat uit chlorofyl, andere kleine organische
moleculen en eiwitten)
o Linear electron flow:
Dark reaction (Calvin cycle)
o Vindt plaats in stroma
o Gebruikt ATP als energiebron en NADPH zodat er minder energie nodig is
o CO2 suiker (G3P)
o 3 fases:
1. Carbon fixation: 1 CO2 wordt gekoppeld aan
ribulose bisfosfaat (RuBP), gekatalyseerd door
rubisco six-carbon intermediate 2
molecules of 3-phosphoglycerate
2. Reduction: elk 3-phosphoglycerate molecuul
krijgt een extra fosfaatgroep van ATP 1,3-
biphosphoglycerate elektronen van NADPH
reduceren 1,3-biphosphoglycerate, verliest
daardoor ook een fosfaat glyceraldehyde-3-
fosfaat (G3P). 5 G3P gaan verder in de cylcus om
RuBP te hergenereren
, 3. Generation of the CO2 acceptor (RuBP): de 5 G3P moleculen worden door 3
ATP weer omgezet in RuBP zodat het weer aan CO 2 kan binden
Absorption, reflection, transmission
o Absobtion: verschillende pigmenten absorberen licht van verschillende golflengtes.
Golflengtes die zijn geabsorbeerd verdwijnen
o Reflection: licht dat wordt weerkaatst
o Transmission: licht dat wordt doorgelaten
Vb: we zien groen omdat chlorofyl rood en blauw licht absorbeert, groen licht wordt
gereflecteerd en doorgelaten
Relationship between chlorophyll & absorption
o Drie typen pigmenten in chloroplasten: chlorofyl a (belangrijkste, voor lichtreactie),
chlorofyl b en carotenoïden. Deze 3 samen kunnen al het zichtbaar licht absorberen
op groen na (chlorofyl b en carotenoïden ondersteunen chlorofyl a)
CO2-response curve of photosynthesis
o Hoe meer CO2, hoe meer fotosynthese. Tot een bepaald punt; alle rubisco is dan
verzadigd
Light-response curve of photosynthesis
o Hoe hoger de lichtintensiteit, hoe meer fotosynthese
Photorespiration
o Als de CO2 opraakt kan er O2 worden gebruikt in de Calvin cyclus door rubisco. Er
ontstaat een C2 en C3 molecuul. Het C2 molecuul reageert vervolgens met O2 tot CO2.
o Heel inefficiënt: ATP wordt verbruikt en niet hergegenereerd en er wordt geen suiker
gegenereerd fotorespiratie vermindert de opbrengst van fotosynthese.
Source: sink interactions
Physiological and anatomical differences C3 / C4 / CAM metabolism
o Ontwikkeld door planten om fotorespiratie te minimaliseren
o C3: ‘normale’ plant. Geen speciaal mechanisme om fotorespiratie te vermijden
o C4: licht- en donkerreactie zijn fysiek van elkaar gescheiden (mesophyll en bundle
sheath cellen)
Warm en droog weer: plant sluit huidmondjes om vochtverlies te beperken
ook geen CO2 meer de plant in.
Kost 2 ATP
Voordeel: door hoge CO2 concentratie in BS cellen bindt O 2 niet aan rubisco;
minder fotorespiratie
o CAM: scheiding in tijd, niet in anatomie
Huidmondjes overdag gesloten, ’s nachts open
Plant neemt ’s nachts dus CO2 op en slaat dit op in organische zuren
Overdag kan ATP en NADPH worden gemaakt met licht en wordt het
opgeslagen CO2 vrijgemaakt en gebruikt in de Calvin cyclus
Physiological and anatomical differences sun- and shade leaves
