Während Menschen und Tiere Pflanzen und andere Tiere als Nahrung zu sich nehmen, können Pflanzen ihre Nahrung mithilfe von Licht und einem Prozess namens Photosynthese herstellen. Photosynthese ist der Prozess, bei dem Pflanzen mithilfe von Kohlendioxid, Wasser und Sonnenlicht Nahrung herstellen.
Was ist Photosynthese?
Photosynthese mag ein großes Wort sein, aber es kann in zwei kleinere Wörter zerlegt werden: „Foto“und „Synthese“. Foto bedeutet Licht und Synthese bedeutet Zusammenfügen. Obwohl der Prozess kompliziert sein kann, kann er einfach mit der folgenden Wortgleichung geschrieben werden:
Wie Photosynthese geschieht
Die Photosynthese findet in den Blättern der Pflanzen statt, wo Chloroplasten in Zellen leben. Es gibt zwei Phasen der Photosynthese. Die erste Stufe benötigt Licht und die zweite Stufe nicht. Bevor Sie den Prozess der Photosynthese verstehen können, müssen Sie mehr über Chloroplasten verstehen.
Chloroplasten
Pflanzen bestehen genau wie Menschen aus Tausenden von Zellen. Im Gegensatz zu tierischen Zellen haben Pflanzen eine spezielle Struktur namens Chloroplasten, in der die Photosynthese stattfindet.
Chloroplasten sind winzige ovale Klumpen, die sich in Pflanzenzellen befinden. Manchmal haben Pflanzenzellen nur wenige Chloroplasten, während andere den gesamten Raum innerhalb einer Zelle einnehmen. Chloroplasten bestehen aus vielen Schichten. Die äußere Schicht ist glatt, während das Innere des Chloroplasten mehrere wichtige Teile enthält.
Im Chloroplasten befindet sich eine Ansammlung von Säcken voller Chlorophyll, sogenannte Thylakoide, die in einer Flüssigkeit namens Stroma schwimmen. Thylakoide sehen aus wie Pfannkuchenstapel. Chlorophyll verleiht Pflanzen ihre grüne Farbe und hilft ihnen, Energie aus dem Sonnenlicht aufzunehmen.
Stufe Eins: Lichtabhängige Reaktionen
Die erste Stufe der Photosynthese wird als lichtabhängige Reaktionsstufe bezeichnet. Dieses Stadium findet in den Thylakoiden von Chloroplasten statt und kann nur stattfinden, wenn Sonnenlicht verfügbar ist.
- Sonnenlicht trifft auf das Chlorophyll in den Chloroplasten und regt Elektronen an.
- Die angeregten Elektronen lösen sich aus dem Chlorophyll.
- Da ein Elektron gerade das Chlorophyll verlassen hat, muss es ersetzt werden. In den Thylakoiden wird ein Wassermolekül in Sauerstoff (O2) und ein Wasserstoffion (H+) gesp alten.
- Die freien Elektronen durchlaufen dann eine chemische Reaktion, um ATP und NADPH zu erzeugen, die beide Energiemoleküle sind, die für die zweite Stufe der Photosynthese benötigt werden.
Stufe Zwei: Der Calvin-Zyklus
Die zweite Stufe der Photosynthese, Calvin-Zyklus genannt, findet im Stroma von Chloroplasten statt. Für den Calvin-Zyklus wird kein Sonnenlicht benötigt. Kohlendioxid und Energie aus ATP und NADPH erzeugen Glukose. Glukose ist ein einfacher Zucker, den Pflanzen als Energie speichern und in andere Bestandteile wie Stärke und Zellulose umgewandelt werden können, die für die Zellstruktur wichtig sind.
- Kohlendioxid aus der Luft wird durch Löcher in den Blättern der Pflanze aufgenommen.
- Das Kohlendioxidmolekül bindet an einen einfachen Zucker namens RuBP.
- Durch eine vierstufige chemische Reaktion verbinden sich Kohlendioxid und RuBP-Molekül mit ATP und NADPH aus der ersten Stufe, um ein Glukosemolekül zu bilden.
Das folgende Video zeigt den Prozess von Anfang bis Ende:
Photosynthese ist wichtig
Photosynthese ist das Rückgrat des Lebens auf der Erde. Ohne Sauerstoff kann der Mensch nicht leben. Der Sauerstoff, den Pflanzen bei der Photosynthese produzieren, wird täglich an die Luft abgegeben, die Menschen atmen. Wenn Menschen Sauerstoff einatmen, geben sie Kohlendioxid ab. Pflanzen nutzen Kohlendioxid im Prozess der Photosynthese. Somit sind Pflanzen für den Ausgleich des Sauerstoff- und Kohlendioxidgeh alts in der Luft verantwortlich. Darüber hinaus speichern manche Pflanzen die bei der Photosynthese entstehende Glukose in Früchten und Wurzeln. Einige dieser Früchte und Wurzeln sind Äpfel, Karotten, Erdbeeren und andere köstliche Lebensmittel, die Menschen gerne essen.
