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Institut für Bio- und Lebensmitteltechnik

Teilinstitut III -  Bioverfahrenstechnik

 

Gebäude 30.44

Fritz-Haber-Weg 2

76131 Karlsruhe

Modellierung der photosynthetischen Elektronentransportkette

Modellierung der photosynthetischen Elektronentransportkette
Forschungsthema:Modellierung von Algenkultivierungen
Typ:Masterarbeit, Bachelorarbeit, Praktikum
Datum:ab September 2019
Betreuer:

M.Sc. Artem Kalinin

Beschreibung der Abschlussarbeit

Die Modellierung der Photosynthese ist ein entscheidender Baustein bei der Simulation von Algenkultivierungen. Derzeit gibt es eine Vielzahl von unterschiedlichen Ansätzen, die Photosynthese zu modellieren. Diese reichen von einfachen empirischen Gleichungen, die lediglich die Photosyntheseleistung als eine Funktion der Lichtintensität beschreiben, bis hin zu mechanistischen dreidimensionalen Modellen, die die gesamte Thylakoidmembran und die  räumliche Anordnung der Bestandteile abbilden. Einen guten Kompromiss zwischen Informationsgehalt und Komplexität liefern die sogenannten photosynthetic unit (PSU) Modelle (siehe Abbildung). Eine PSU ist als der Teil des Photosyntheseapparates definiert, der notwendig ist um ein O2-Molekül pro Lichtblitz zu bilden. Die PSU kann drei unterschiedliche Zustände annehmen. Der Übergang von einem Zustand in den nächsten wird durch die entsprechenden Reaktionsraten definiert.

 

 

Im Rahmen dieser Abschlussarbeit soll ein solches PSU-Modell erarbeitet und mithilfe von pulse amplitude modulation (PAM)-Messungen kalibriert werden. Weiterhin soll die Elektronentransportkette inklusive linear electron flow (LEF) und cyclic electron flow (CEF) modelliert werden. Die Modellierung soll in der Simulink®-Umgebung erfolgen und an das bestehende Modell zur Lichtsimulation anknüpfen.

 

Wir bieten:

- Einarbeitung in MATLAB und Simulink®

- Möglichkeit zur eigenständigen, wissenschaftlichen Arbeit

- Möglichkeit zum Einbringen eigener Ideen

- angenehmes Arbeitsklima

 

Wir suchen:

- motivierte Studierende der Fachrichtung Bio- oder Chemieingenieurwesen, Biotechnologie oder einer verwandten Fachrichtung

- verantwortungsbewusste und zuverlässige Arbeitsweise

- Interesse an biologischen Systemen und Modellierung

- Vorkenntnisse in MATLAB/Simulink® sind hilfreich, jedoch nicht zwingend erforderlich