Biologie: Photosynthese

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Stichworte

Photosynthese ist die Grundgleichung für das Leben auf der Erde, da sie den für fast alle Organismen lebenswichtigen Sauerstoff produziert. Wie das geht und was noch alles nebenher passiert, erkläre ich dir in diesem Kapitel. Hier sollen Stichworte stehen.

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Jeder Mensch weiß, dass Pflanzen Licht und Wasser brauchen. Auch dass Pflanzen Sauerstoff produzieren ist allgemein bekannt. Aber nur wer gut im Biologieunterricht aufgepasst hat, müsste jetzt wissen auf was ich anspiele. Klar, auf die Photosynthese (oder: Fotosynthese), weil es in der Überschrift steht. Was aber genau passiert wird hier geschildert. Zu Beginn die Anfängerformel: Durch die Einwirkung von Lichtenergie produziert die Pflanze aus Kohlenstoffdioxid ($CO_2$) und Wasser ($H_2O$) Zuckermoleküle (die Formel erspare ich dir jetzt erst mal). Als Nebenprodukt ensteht der für uns Menschen so lebenswichtige Sauerstoff ($O_2$). Du siehst also, dass es ohne Photosynthese kein Leben, wie wir es kennen, gäbe. Wenn du kein Ass in Biologie (Chemie) bist und du deinen Wissensdurst nun gestillt hast musst du den Rest des Kapitels nicht unbedingt lesen.

Klären wir mal die Frage ob die Pflanzen irgendein bestimmtes Licht brauchen. Dieses kann man anhand einer Wasserpflanze feststellen. Bricht man das Licht durch ein Prisma, erhält man die Spektralfarben. Das bedeutet man bricht das Licht in seine Bestandteile (Regenbogenfarben). Beleuchtet man die Pflanze jetzt mit blauem Licht, bilden sich aufsteigende Bläschen - der Sauerstoff. Führt man das bei rotem Licht auch durch, passiert das gleiche. Nur bei grünem und gelbem Licht passiert nichts. Wir, beziehungsweise wahrscheinlich du, schliessen daraus, dass die Pflanze hauptsächlich rotes und blaues Licht braucht um Sauerstoff zu produzieren. Hätten wir diese Frage also auch geklärt. Nun, die Photosynthese findet eigentlich nur in den grünen (speziell: Chlorophyl) Chloroplasten statt, diese findet man in den Pflanzenzellen (die im Blatt sind). Die Photosynthese läuft in zwei Teilbereichen ab. Nämlich: Die Licht- und die Dunkelreaktion.

Der Foto-Teil ist die Lichtreaktion der Photosynthese (von Grichisch: Photo = Licht). Die Lichtenergie wird dabei in chemische Energie umgewandelt. Diese Lichtenergie wird von bestimmten Farbstoffen in den Chloroplasten, den Chlorophyllen und Cardinoiden, aufgenommen. Durch diesen Vorgang wird die Spaltung von Wasser ermöglicht. Und da Wasser ($H_2O$) jeweils aus zwei Wasserstoffatomen ($H$) und einem Sauerstoffatom ($O_2$) besteht, wird durch die Spaltung Sauerstoff ($O$) freigesetzt. Die Lichtenergie "lädt" Energieüberträger auf, die chemische Energie speichern.

Der Syntheseteil (Dunkelreaktion, da sie selbst kein Licht benötigt), auch Calvin-Zyklus genannt, ist der zweite Teil der Photosynthese. Hier findet der Aufbau von Zucker (Achtung, jetzt kommt's: $C_6H_{12}O_6$) statt. Die chemische Energie wird dazu benutzt, das aus der Luft aufgenommene Kohlenstoffdioxid ($CO_2$) in organische Verbindungen einzubauen, um damit Zuckermoleküle aufzubauen. Hierbei wird die chemische Energie der Energieüberträger verbraucht. Die "entladenen" Teilchen müssen wieder durch Sonnenlicht "geladen" werden.

Wenn man alles oben stehende in einer Formel zusammen fasst, erhält man folgendes Ergebnis: $6CO_2+12H_2O+Licht(energie)->C_6H_{12}O_6+6O_2+6H_2O$

vereinfacht: Kohlenstoffdioxid + Wasser + Licht -> Traubenzucker + Sauerstoff + ½Wasser

Wenn du das alles durchgelesen hast und es einigermaßen verstanden hast, hast du das Grundprinzip der wichtigsten Formel der Biologie/Chemie verstanden.