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Photosynthese

Photosynthese

Die Photosynthese ist ein grundlegender biochemischer Prozess, der in grünen Pflanzen, Algen und bestimmten Bakterien abläuft. Dieser Prozess wandelt Lichtenergie in chemische Energie um, die in Form von Glucose gespeichert wird. Photosynthese ist entscheidend für das Leben auf der Erde, da sie die primäre Energiequelle für die meisten Ökosysteme darstellt.

Ablauf der Photosynthese:

  1. Lichtabsorption: Chlorophyll, ein grünes Pigment in den Chloroplasten der Pflanzenzellen, absorbiert Lichtenergie aus Sonnenlicht.
  2. Wasserstoffgewinnung: Während des Lichtreaktionszyklus wird Wasser durch Lichtenergie in seine Bestandteile Sauerstoff, Protonen und Elektronen gespalten. Der Sauerstoff wird als Nebenprodukt freigesetzt.
  3. Elektronentransport und ATP-Synthese: Die freigesetzten Elektronen bewegen sich durch eine Reihe von Proteinkomplexen, wobei sie Energie erzeugen, die zur Synthese von Adenosintriphosphat (ATP) verwendet wird, einem universellen Energieträger in Zellen.
  4. Reduktion von NADP+: NADP+ (Nicotinamidadenindinukleotidphosphat) nimmt Elektronen auf und wird zu NADPH, das als reduzierendes Äquivalent für die Kohlenstofffixierung benötigt wird.
  5. Kohlenstofffixierung (Calvin-Zyklus): Im Dunkelreaktionszyklus (auch Calvin-Zyklus genannt) wird Kohlendioxid aus der Atmosphäre mithilfe der Energie aus ATP und NADPH in Glucose und andere organische Moleküle umgewandelt.

Bedeutung der Photosynthese:

  • Energiequelle: Photosynthese ist die primäre Energiequelle für fast alle lebenden Organismen auf der Erde. Pflanzen nutzen die durch Photosynthese gewonnene Glucose als Energieträger für ihre Stoffwechselprozesse und als Baustein für das Pflanzenwachstum.
  • Sauerstoffproduktion: Durch die Spaltung von Wasser wird Sauerstoff freigesetzt, der für die Atmung von Tieren und anderen Organismen unerlässlich ist.
  • Kohlenstoffkreislauf: Photosynthese spielt eine zentrale Rolle im globalen Kohlenstoffkreislauf, indem sie Kohlendioxid aus der Atmosphäre entfernt und organische Kohlenstoffverbindungen produziert, die als Nahrung für andere Organismen dienen.
  • Umweltstabilität: Pflanzen, Algen und einige Bakterien, die Photosynthese betreiben, tragen zur Stabilisierung von Ökosystemen bei, indem sie zur Bodenbildung beitragen, Lebensraum und Nahrung für andere Lebewesen bereitstellen und den Wasserkreislauf beeinflussen.

Die Photosynthese ist daher nicht nur ein fundamentaler biochemischer Prozess, sondern auch ein Schlüsselelement für das Funktionieren der Ökosysteme und das Gleichgewicht des globalen Klimasystems.

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