DIE 3 STUFEN DER PHOTOSYNTHESE UND IHRE EIGENSCHAFTEN - BIOLOGIE - 2025

Die Stadien der Photosynthese können basierend auf der Menge an Sonnenlicht, die die Pflanze erhält, unterteilt werden. Die Photosynthese ist der Prozess, durch den sich Pflanzen und Algen ernähren. Dieser Prozess besteht aus der Umwandlung von Licht in Energie, die zum Überleben notwendig ist.

Im Gegensatz zu Menschen, die zum Überleben externe Wirkstoffe wie Tiere oder Pflanzen benötigen, können Pflanzen durch Photosynthese ihre eigene Nahrung herstellen. Dies ist als autotrophe Ernährung bekannt.

Das Wort Photosynthese besteht aus zwei Wörtern: Foto und Synthese. Foto bedeutet Licht und Synthesemischung. Daher verwandelt dieser Prozess Licht buchstäblich in Lebensmittel. Organismen, die Substanzen synthetisieren können, um Nahrung zu erzeugen, sowie Pflanzen, Algen und einige Bakterien werden als Autotrophen bezeichnet.

Die Photosynthese erfordert Licht, Kohlendioxid und Wasser. Kohlendioxid aus der Luft gelangt durch die darin enthaltenen Poren in die Blätter der Pflanze. Andererseits wird das Wasser von den Wurzeln absorbiert und bewegt sich, bis es die Blätter erreicht und das Licht von den Pigmenten der Blätter absorbiert wird.

Während dieser Phasen gelangen die Elemente der Photosynthese, Wasser und Kohlendioxid, in die Pflanze und die Produkte der Photosynthese, Sauerstoff und Zucker, verlassen die Pflanze.

Phasen / Stadien der Photosynthese

Erstens wird die Energie des Lichts von Proteinen im Chlorophyll absorbiert. Chlorophyll ist ein Pigment, das im Gewebe von Grünpflanzen vorhanden ist. Die Photosynthese findet normalerweise in Blättern statt, insbesondere im Gewebe, das als Mesophyll bezeichnet wird.

Jede Zelle des mesophilen Gewebes enthält Organismen, die als Chloroplasten bezeichnet werden. Diese Organismen sind für die Photosynthese ausgelegt. Strukturen, die Thylakoide genannt werden und Chlorophyll enthalten, sind in jedem Chloroplasten gruppiert.

Dieses Pigment absorbiert Licht und ist daher hauptsächlich für die erste Wechselwirkung zwischen Pflanze und Licht verantwortlich.

In den Blättern befinden sich kleine Poren, die Stomata genannt werden. Sie sind dafür verantwortlich, dass sich Kohlendioxid im mesophilen Gewebe ausbreitet und Sauerstoff in die Atmosphäre entweicht. Die Photosynthese erfolgt also in zwei Stufen: der hellen Phase und der dunklen Phase.

- Lichtphase

Lichtphase und Dunkelphase. Maulucioni von Wikimedia Commons

Diese Reaktionen treten nur auf, wenn Licht vorhanden ist und in der Thylakoidmembran von Chloroplasten auftritt. In dieser Phase wird die Energie, die aus dem Sonnenlicht kommt, in chemische Energie umgewandelt. Diese Energie wird wie Benzin verwendet, um die Glucosemoleküle zusammensetzen zu können.

Die Umwandlung in chemische Energie erfolgt durch zwei chemische Verbindungen: ATP oder ein Molekül, das Energie speichert, und NADPH, das reduzierte Elektronen trägt. Während dieses Prozesses werden die Wassermoleküle in den Sauerstoff umgewandelt, den wir in der Umwelt finden.

Sonnenenergie wird in einem Proteinkomplex, dem Photosystem, in chemische Energie umgewandelt. Es gibt zwei Photosysteme, die beide im Chloroplasten gefunden werden. Jedes Photosystem enthält mehrere Proteine, die eine Mischung aus Molekülen und Pigmenten wie Chlorophyll und Carotinoiden enthalten, so dass die Absorption von Sonnenlicht möglich ist.

Die Pigmente der Photosysteme wirken wiederum als Vehikel, um Energie zu kanalisieren, wenn sie sie zu den Reaktionszentren bewegen. Wenn Licht ein Pigment anzieht, überträgt es Energie auf ein nahe gelegenes Pigment. Dieses nahegelegene Pigment kann diese Energie auch auf ein anderes nahe gelegenes Pigment übertragen, und der Vorgang wird nacheinander wiederholt.

Diese Lichtphasen beginnen im Photosystem II. Hier wird Lichtenergie verwendet, um das Wasser zu teilen.

Dieser Prozess setzt Elektronen, Wasserstoff und Sauerstoff frei. Mit Energie geladene Elektronen werden zum Photosystem I transportiert, wo ATP freigesetzt wird. Bei der sauerstoffhaltigen Photosynthese ist das erste Donorelektron Wasser und der erzeugte Sauerstoff ist der Abfall. Bei der anoxygenen Photosynthese werden mehrere Donorelektronen verwendet.

In der Lichtphase wird Lichtenergie in den chemischen Molekülen ATP und NADPH eingefangen und vorübergehend gespeichert. ATP wird abgebaut, um Energie freizusetzen, und NADPH wird seine Elektronen abgeben, um Kohlendioxidmoleküle in Zucker umzuwandeln.

- Dunkle Phase

In der Dunkelphase wird Kohlendioxid aus der Atmosphäre eingefangen, um modifiziert zu werden, wenn der Reaktion Wasserstoff zugesetzt wird.

Somit bildet diese Mischung Kohlenhydrate, die von der Pflanze als Nahrung verwendet werden. Es wird Dunkelphase genannt, weil Licht nicht direkt notwendig ist, damit es stattfindet. Trotz der Tatsache, dass Licht für diese Reaktionen nicht erforderlich ist, erfordert dieser Prozess ATP und NADPH, die in der Lichtphase erzeugt werden.

Diese Phase tritt im Stroma von Chloroplasten auf. Kohlendioxid gelangt durch die Stromata des Chloroplasten in das Innere der Blätter. Kohlenstoffatome werden verwendet, um Zucker aufzubauen. Dieser Prozess wird dank des in der vorherigen Reaktion gebildeten ATP und NADPH durchgeführt.

Dunkelphasenreaktionen

Zunächst wird ein Kohlendioxidmolekül mit einem Kohlenstoffrezeptormolekül namens RuBP kombiniert, was zu einer instabilen 6-Kohlenstoff-Verbindung führt.

Sofort wird diese Verbindung in zwei Kohlenstoffmoleküle aufgeteilt, die Energie von ATP erhalten und zwei Moleküle produzieren, die BPGA genannt werden.

Dann wird ein Elektron von NADPH mit jedem der BPGA-Moleküle kombiniert, um zwei G3P-Moleküle zu bilden.

Diese G3P-Moleküle werden zur Erzeugung von Glukose verwendet. Einige G3P-Moleküle werden auch verwendet, um RuBP wieder aufzufüllen und wiederherzustellen, damit der Zyklus fortgesetzt werden kann.

Bedeutung der Photosynthese

Die Photosynthese ist wichtig, weil sie Nahrung für Pflanzen und Sauerstoff produziert. Ohne Photosynthese wäre es nicht möglich, viele Früchte und Gemüse zu konsumieren, die für die menschliche Ernährung notwendig sind. Außerdem konnten viele vom Menschen verzehrte Tiere nicht überleben, ohne sich von Pflanzen zu ernähren.

Andererseits ist der von Pflanzen produzierte Sauerstoff notwendig, damit alles Leben auf der Erde, einschließlich des Menschen, überleben kann. Die Photosynthese ist auch dafür verantwortlich, den Sauerstoff- und Kohlendioxidgehalt in der Atmosphäre stabil zu halten. Ohne Photosynthese wäre Leben auf der Erde nicht möglich.

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