• Was ist Photosynthese?
• Arten der Photosynthese
• Photosynthese-Eigenschaften
• Photosynthesegleichung
• Phasen der Photosynthese
• Bedeutung der Photosynthese

Wir erklären, was Photosynthese ist, ihre Eigenschaften, Gleichung und Phasen. Auch, warum es für die Ökosysteme der Welt wichtig ist.

Die Photosynthese ist der Haupternährungsmechanismus von Pflanzen und anderen autotrophen Lebewesen.

Was ist Photosynthese?

Photosynthese ist der biochemische Prozess, bei dem Pflanzen, Algen und Bakterien photosynthetischer wandel anorganisches Material (Kohlendioxid und Wasser) in organisches Material (Zucker), unter Ausnutzung von Energie komme aus dem Sonnenlicht. Dies ist der Hauptmechanismus von Ernährung von all dem autotrophe Organismen die Chlorophyll enthalten, welches das wesentliche Pigment für den Photosyntheseprozess ist.

Die Photosynthese stellt einen der wichtigsten biochemischen Mechanismen auf dem Planeten dar, da sie die Herstellung organischer Nährstoffe beinhaltet, die die Lichtenergie kommen von Sonne in verschiedenen Moleküle nützlich (Kohlenhydrate). Tatsächlich stammt der Name dieses Prozesses von den griechischen Stimmen Foto, "Licht und Synthese, "Komposition".

Nach der Photosynthese können die synthetisierten organischen Moleküle als Quelle für chemische Energie zur Unterstützung lebenswichtiger Prozesse wie der Zellatmung und anderer Reaktionen, die Teil der Stoffwechsel des Lebewesen.

Für die Photosynthese ist Chlorophyll erforderlich, ein sonnenlichtempfindliches Pigment, das Pflanzen und Algen ihre charakteristische grüne Färbung verleiht. Dieses Pigment kommt in Chloroplasten vor, Zellorganellen unterschiedlicher Größe, die typisch für die Gemüsezellen, insbesondere die Blattzellen (der Blätter). Chloroplasten enthalten eine Reihe von Protein Ja Enzyme die die Entwicklung komplexer Reaktionen ermöglichen, die Teil des Photosyntheseprozesses sind.

Der Photosyntheseprozess ist essenziell für die Ökosystem und für die Leben wie wir sie kennen, da es die Bildung und Zirkulation von organischer Materie und die Fixierung von anorganischer Materie ermöglicht. Außerdem entsteht bei der sauerstoffhaltigen Photosynthese der Sauerstoff, den die meisten Lebewesen zu ihrer Produktion benötigen. Atmung.

Arten der Photosynthese

Je nachdem, welche Stoffe der Körper zur Durchführung der Reaktion verwendet, lassen sich zwei Arten der Photosynthese unterscheiden:

• Sauerstoff-Photosynthese. Es zeichnet sich durch die Verwendung von Wasser (H2O) zur Reduktion von Kohlendioxid (CO2) verbraucht. Bei dieser Art der Photosynthese werden nicht nur nützliche Zucker für den Körper produziert, sondern auch Sauerstoff (O2) als Reaktionsprodukt gewonnen. Pflanzen, Algen und Cyanobakterien betreiben sauerstoffhaltige Photosynthese.
• Anoxygene Photosynthese. Der Körper verwendet kein Wasser, um Kohlendioxid (CO2) zu reduzieren, sondern nutzt Sonnenlicht, um Schwefelwasserstoff (H2S) oder Wasserstoffgas (H2) Moleküle abzubauen. Diese Art der Photosynthese produziert keinen Sauerstoff (O2) und setzt stattdessen Schwefel als Reaktionsprodukt frei. Die anoxygene Photosynthese wird von den sogenannten grünen und violetten Schwefelbakterien betrieben, die photosynthetische Pigmente enthalten, die unter dem Namen Bakteriochlorophylle zusammengefasst sind und sich vom Chlorophyll der Pflanzen unterscheiden.

Photosynthese-Eigenschaften

Bei Pflanzen und Algen findet die Photosynthese in Organellen, den Chloroplasten, statt.

Im Großen und Ganzen zeichnet sich die Photosynthese durch Folgendes aus:

• Es ist ein biochemischer Prozess, bei dem das Sonnenlicht zur Gewinnung organischer Verbindungen genutzt wird, dh die Synthese von Nährstoffen aus anorganischen Elementen wie Wasser (H2O) und Kohlendioxid (CO2).
• Es kann von verschiedenen durchgeführt werden autotrophe Organismen, solange sie photosynthetische Pigmente haben (das wichtigste ist Chlorophyll). Es ist der Prozess der Ernährung von Pflanzen (sowohl Land- als auch Wasserpflanzen), Algen, Phytoplankton, photosynthetische Bakterien. Ein paar Tiere sind zur Photosynthese fähig, einschließlich der Meeresschnecke Elysia chlorotica und der gefleckte Salamander Ambystoma maculatum (letzteres tut es dank der Symbiose mit Algen).
• Bei Pflanzen und Algen findet die Photosynthese in speziellen Organellen, den Chloroplasten, statt, in denen Chlorophyll enthalten ist. Photosynthetische Bakterien besitzen auch Chlorophyll (oder andere analoge Pigmente), jedoch keine Chloroplasten.
• Es gibt zwei Arten der Photosynthese, abhängig von der Substanz, die verwendet wird, um den Kohlenstoff aus Kohlendioxid (CO2) zu binden. Die sauerstoffreiche Photosynthese verwendet Wasser (H2O) und produziert Sauerstoff (O2), der an die Umgebung abgegeben wird. Die anoxygene Photosynthese verwendet Schwefelwasserstoff (H2S) oder Wasserstoffgas (H2) und produziert keinen Sauerstoff, sondern setzt stattdessen Schwefel frei.
• Bereits seit dem antiken Griechenland wurde die Beziehung zwischen Sonnenlicht und Pflanzen postuliert. Fortschritte in der Erforschung und dem Verständnis der Photosynthese gewannen jedoch dank der Beiträge einer Reihe von Wissenschaftlern aus dem 18., 19. und 20. Jahrhundert an Bedeutung. So hat beispielsweise der englische Geistliche Joseph Priestley (1732-1804) als erster die Sauerstofferzeugung in Pflanzen nachgewiesen, und der deutsche Botaniker Ferdinand Sachs (1832-1897) formulierte als erster die Grundgleichung der Photosynthese. Später, die biochemisch Der Amerikaner Melvin Calvin (1911-1997) leistete einen weiteren enormen Beitrag, indem er den Calvin-Zyklus (eine der Phasen der Photosynthese) aufklärte, der ihm den Nobelpreis für Chemie 1961.

Photosynthesegleichung

Die allgemeine Gleichung für die sauerstoffhaltige Photosynthese lautet wie folgt:

Der richtige Weg, diese Gleichung chemisch zu formulieren, d. h. die ausgeglichene Gleichung für diese Reaktion, ist wie folgt:

Phasen der Photosynthese

Die photochemische Phase der Photosynthese findet in Gegenwart von Sonnenlicht statt.

Die Photosynthese als chemischer Prozess läuft in zwei verschiedenen Stadien ab: der hellen (oder hellen) Phase und der dunklen Phase, die so genannt werden, weil nur die erste direkt an der Anwesenheit von Sonnenlicht beteiligt ist (was nicht bedeutet, dass die zweite notwendigerweise im Dunkeln stattfindet ).

• Licht- oder photochemische Stufe. Während dieser Phase laufen im Inneren der Pflanze lichtabhängige Reaktionen ab, d. h. die Pflanze fängt die Solarenergie mittels Chlorophyll und produziert daraus ATP und NADPH. Alles beginnt, wenn das Chlorophyll-Molekül mit Sonnenstrahlung in Kontakt kommt und Elektronen seiner äußeren Schalen angeregt, wodurch eine Elektronentransportkette entsteht (ähnlich der Elektrizität), das zur Synthese von ATP (Adenosintriphosphat) und NADPH (Nikotinadenindinukleotidphosphat). Der Abbau eines Wassermoleküls in einem als "Photolyse" bezeichneten Prozess ermöglicht es einem Chlorophyllmolekül, das bei der Anregung verlorene Elektron zurückzugewinnen (die Anregung mehrerer Chlorophyllmoleküle ist erforderlich, um die Lichtphase auszuführen). Durch die Photolyse zweier Wassermoleküle entsteht ein Sauerstoffmolekül, das an die Atmosphäre als Nebenprodukt dieser Phase der Photosynthese.
• Dunkle oder synthetische Bühne. Während dieser Phase, die in der Matrix oder dem Stroma der Chloroplasten stattfindet, verwendet die Pflanze Kohlendioxid und nutzt die Moleküle, die während der vorherigen Phase (chemische Energie) erzeugt wurden, um zu synthetisieren Substanzen organische Stoffe durch einen Kreislauf hochkomplexer chemischer Reaktionen, bekannt als Calvin-Benson-Zyklus. Während dieses Zyklus wird durch den Eingriff verschiedener Enzyme, zuvor gebildetes ATP und NADPH, Glukose aus Kohlendioxid synthetisiert, das die Pflanze der Atmosphäre entzieht. Der Einbau von Kohlendioxid in Verbindungen organisch ist als Kohlenstofffixierung bekannt.

Bedeutung der Photosynthese

Bei der Photosynthese wird Sauerstoff in die Atmosphäre und ins Wasser abgegeben.

Die Photosynthese ist aus mehreren Gründen ein lebenswichtiger und zentraler Prozess in der Biosphäre. Der erste und offensichtlichste ist, dass es Sauerstoff (O2) produziert, ein essentielles Gas für die Atmung sowohl im Wasser als auch im Wasser. Luft. Ohne Pflanzen können die meisten Lebewesen (einschließlich der menschliches Wesen) konnten sie einfach nicht überleben.

Auf der anderen Seite fixieren Pflanzen Kohlendioxid (CO2), indem sie es aus der Umgebung aufnehmen und in organische Substanz umwandeln. Dieses Gas, das wir beim Atmen ausatmen, ist potenziell giftig, wenn es nicht in bestimmten Grenzen gehalten wird.

Weil Pflanzen Kohlendioxid verwenden, um ihr eigenes zu machen Lebensmittel, beeinflusst die Abnahme der Pflanzenwelt auf dem Planeten die Zunahme dieses Gases in der Atmosphäre, wo es als Agent von globale Erwärmung. CO2 wirkt beispielsweise als Gas von Treibhauseffekt, Übermaß verhindern Wärme das erreicht die Erde strahlt aus der Atmosphäre. Es wird geschätzt, dass photosynthetische Organismen jedes Jahr etwa 100.000 Millionen Tonnen Kohlenstoff als organische Substanzen fixieren.