Lexikon

Photosynthẹse

[griechisch]

Fotosynthese

Photosynthese (Schema)

Schema eines Chloroplasten mit Chlorophyll enthaltenden Thylakoiden (grün). Zur Durchführung der Photosynthese benötigen die Chloroplasten Licht, Wasser (H₂O) und Kohlendioxid (CO₂). Daraus werden Zucker (Glucose) und Sauerstoff(O₂) gebildet (orange = Fettspeicher, blau = Matrix).

die Synthese energiereicher organischer Verbindungen aus energiearmen anorganischen Molekülen, die vor allem die Pflanzen, aber auch Cyanobakterien und phototrophe Bakterien mit Hilfe der Sonnenenergie durchführen. Dabei nehmen die Pflanzen Kohlendioxid (CO₂) und Wasser (H₂O) auf, synthetisieren daraus Glucose (C₆H₁₂O₆) und setzen Sauerstoff (O₂) frei. Die Glucose dient den Organismen als Grundbaustein zum Aufbau ihrer Körpermasse sowie zur Energiegewinnung. Mit den ersten Photosynthese treibenden Einzellern auf der Erde begann vor zwei bis drei Milliarden Jahren die Umwandlung von Kohlendioxid in Sauerstoff, wodurch erst allmählich unsere Atmosphäre entstand. Damit ist die Photosynthese die Grundlage allen höheren Lebens auf der Erde.

Bedeutung

Der aus vielen Teilschritten bestehende äußerst komplexe Vorgang der Photosynthese ist die wichtigste Stoffwechselleistung vor allem der Pflanzen, die hierdurch unmittelbar oder mittelbar die Nahrungsgrundlage für alle übrigen Organismen erzeugen. Da hierbei als Nebenprodukt Sauerstoff entsteht, der in die Atmosphäre abgegeben wird, ist die Photosynthese auch von entscheidender Bedeutung für den Erhalt des Sauerstoffanteils in der Erdatmosphäre.

Ablauf

Bei der Photosynthese lassen sich eine Lichtreaktion und eine Dunkelreaktion unterscheiden. Die Lichtreaktion findet in den Chloroplasten (Plastiden) der Pflanzenzellen statt. In ihnen befindet sich ein System von Thylakoidmembranen, das die verschiedenen Photosynthesepigmente enthält. Das wichtigste ist der grüne Farbstoff Chlorophyll, daneben existieren Carotinoide u. a. Sie fangen Lichtenergie ein und werden daher auch Antennenpigmente genannt. Durch die eingefangene Lichtenergie werden Chlorophyllmoleküle angeregt, Elektronen abzugeben, die über Elektronentransportketten weitergegeben und zum Aufbau des Reduktionsmittels NADPH (Nicotinamid-Adenin-Dinukleotid-Phosphat) genutzt werden. Dabei wird Energie frei, die durch die Bildung von ATP (Adenosintriphosphat) chemisch gebunden wird. Die im Chlorophyll fehlenden Elektronen werden durch die Spaltung von Wasser in Elektronen, Protonen und Sauerstoff (Photolyse) ersetzt.

In der Dunkelreaktion wird diese Energie in Form von ATP dazu verwendet, um aus dem aufgenommenen anorganischen Kohlendioxid über mehrere Zwischenschritte energiereiche organische Glucose aufzubauen, die entweder für Stoffwechselleistungen dient oder in Form von Stärke gespeichert wird. Die Bilanzgleichung der Photosynthese lautet:

6 CO₂ (Kohlendioxid) + 6 H₂O (Wasser) + Lichtenergie → C₆H₁₂O₆ (Glucose) + 6 O₂ (Sauerstoff).

Auch bei anderen Prozessen, die in der Pflanze ablaufen, wird das in der Photosynthese gebildete ATP als Energieüberträger benötigt, etwa um den aktiven Stofftransport in Pflanzen zu ermöglichen.

Leben & Lifestyle

Alternative Anlagen: Investmentoptionen im Bereich Finanzierungskapital

Es ist heutzutage nicht mehr ganz leicht, sein Geld für sich arbeiten zu lassen und es dadurch zu vermehren. Sehr viele klassische Methoden wurden durch die viele Jahre andauernde, und erst kürzlich beendete, Niedrigzinsphase der Europäischen Zentralbank (EZB) vollkommen unrentabel. Hierdurch erfuhren andere Herangehensweisen einen Bedeutungswandel, wurden aber ebenfalls vielfach durch eine...

This_artist’s_impression_of_the_material_around_a_recently_exploded_star,_known_as_Supernova_1987A_(or_SN_1987A),_is_based_on_observations_which_have_for_the_first_time_revealed_a_three_dimensional_view_of_the_distribution_of_the_expelled_material._The_ob

Wissenschaft

Der jüngste Neutronenstern

Astronomen haben in der Großen Magellan’schen Wolke das bizarre Relikt der berühmten Supernova von 1987 gesichtet. Der entstandene Neutronenstern heizt den Staub, der ihn einhüllt, gewaltig auf. von THORSTEN DAMBECK Lange mussten die Astronomen auf diese Sternexplosion warten – etwas Ähnliches war zuletzt zu Beginn des 17....

Wissenschaft

Streit um gesunde Ernährung

Fast täglich gibt es neue Meldungen, was gesund sein soll. Und viele Studien widersprechen sich. Woran liegt das? von CHRISTIAN WOLF Rotes Fleisch hat keinen guten Ruf. Wer übermäßig viel davon isst, erhöht damit angeblich massiv sein Risiko für Herz-Kreislauf-Erkrankungen und Krebs. Auch der häufige Verzehr von verarbeitetem...

Reisetrends 2022: Diese Urlaubsziele und -formen sind dieses Jahr angesagt

Wellness-Urlaube sind beliebt

Viel zu oft ist unser Alltag von Stress und Hektik geprägt. Politische Unruhen, Ärger im Büro, familiäre Verpflichtungen und eine permanente Selbstoptimierung halten uns auf Trab und fordern sehr viel Energie und Kraft ein. Deswegen sind zahlreiche Menschen im Urlaub auf der Suche nach Einfachheit, Entspannung und Regeneration. Es geht ihnen darum, alles hinter...