Kapitel 6 Entwurf des Reglers auf endliche Einstellzeit - Christian ...

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angenommen werden, so daß die Intensität der Fluoreszenz als Meßgröße den Pegelstand im
Exzitonensee abbildet.
Das Topfmodell geht von den Annahmen des Matrix-Modells aus, daß die einzelnen PS II
Photosysteme stark gekoppelt sind. Die Alternative ist das Separate Unit Modell (Dau, 1994),
doch diese Unterschiede sind für die vorliegende Arbeit nicht relevant.
Nach dem Matrix-Modell, ergibt sich folgender Zusammenhang zwischen der Höhe des
Exzitonensees und seinen Abflüssen (Dau, 1989, 1994):
aI
E = (3.1.)
k + k k [Q ]
f t
+
p
A
mit E : Höhe des Exzitonensees
a : mittlerer Absorptionsquerschnitt der Photosysteme II
I : Intensität des Anregungslichtes
k f : Ratenkonstante der Fluoreszenz
k t : Ratenkonstante der thermischen Deaktivierung
k p : Ratenkonstante der photochemischen Deaktivierung
[Q A ]: Konzentration an nichtreduziertem Quencher QA
Aufgrund der Konstanz der Ratenkonstante der Fluoreszenz k f ergibt sich daraus die
Fluoreszenz F zu:
kf
F = kf
E =
aI
(3.2)
k + k + k [Q ]
f
t
p
A
In dieser Formel tauchen folgende Quenchingmechanismen auf:
• Verminderung des Absorptionsquerschnittes a der PS II,
• Anwachsen der thermischen Deaktivierung k t ,
• Erhöhung der photochemischen Aktivität k p .
Die Wirkung von a und k t bezeichnet man als nichtphotochemisches Quenching q N und die
Erhöhung von k p als photochemisches Quenching q P .
Nichtphotochemisches Quenching schützt die Pflanze vor zu hoher Lichtintensität.
• Das zu a gehörende State-transition-Quenching q T hängt damit zusammen, daß die
beweglichen LHCs zwischen den Photosystemen II und I umverteilt werden, um eine
bessere Anpassung an das Lichtspektrum und den Lichtbedarf von PS I und PS II zu
erreichen. Die Veränderung des Absorptionsquerschnittes a dauert 3 bis 10 min (Dau und
Hansen, 1988; Dau, 1989; Dau und Canaani, 1990).