Photosynthese

1. Über

Dieses Video entstand innerhalb des Biounterrichts im Rahmen eines Projektes der Meldorfer Gelehrtenschule.
Die Autoren:
Simon S., Jan-Phillipp R., Mareike D. & Fin L.

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2. Allgemeines (Ort der Photosynthese)

Das ist Ichap Vrage.
Ichap hat seine Mutter 'mal gefragt "Warum kann ich atmen?".
Seine Mutter hat geantwortet "Du musst Luft einatmen, um Sauerstoff aufzunehmen. Der Sauerstoff ist lebennotwendig für dich! Er wird durch die Photosynthese der Pflanzen produziert."
Doch, wie machen die das?

Frau Vrage hat in ihrem Garten einen Blume eingepflanzt. --


In den grünen Chloroplasten dieser Pflanze findet Photosynthese statt.
Von diesen hat die Pflanze unzählige. --- Doch was hat es nun mit der Photosynthese auf sich?

Die Photosynthese kann man in zwei Reaktionen gliedern:
Sie läuft in der Primär- und Sekundärreaktion ab.

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3. Die Primärreaktion

Im Thylakoiden der Chloroplasten findet die Primärreaktion statt.

Sobald Sonnenstrahlen auf das Fotosystem gelangen, gibt das Reaktionszentrum ein Elektron ab.

Das Elektron wird dann durch verschiedene Reaktionsketten geleitet.

Natürlich wird nicht nur ein Elektron, sondern fortlaufend Elektronen vom Reaktionszentrum weitergeleitet.

Am Ende der Reaktionsketten reduzieren schließlich jeweils zwei Elektronen NADP+ zur NDAPH. NADP+ ist ein Stoff, der Wasserstoff überträgt. Das entstandene NADPH benötigt die Photosynthese in der Sekundärreaktion. ((Dazu also später mehr..))


Doch gehen wir nocheinmal zurück an den Anfang zum Fotosystem, wo die Elektronen abgegeben werden. Hier fehlen ja jetzt Elektronen. Woher nimmt das Reaktionszentrum so viele Elektronen?

Im Thylakoid-Innenraum befindet sich Wasser, also H2O. Das hat Ichap im Chemieunterricht gelernt.

In der Fotolyse wird das Wasser in Elektronen, --- Protonen ----und Sauerstoff gespalten.

Das Elektron wandert in das Reaktionszentrum. Damit wäre das Problem des Elektronennachschubs gelöst.

Die Protonen gelangen in den Thylakoidinnenraum.

Die Konzentration an Protonen im Thylakoidinneraum ist nun größer als die außerhalb.
Dadurch entsteht ein sogenanntes Konzentrationsgefälle.

Die Protonen möchten nun aus dem Innenraum heraus , da außerhalb mehr Platz für sie ist.
Jedoch geht der einzige Weg hierfür durch die sogenannte ATP Syntase. Diese nutzt es, dass die Protonen heraus möchten und bildet ATP. ATP stellt – genau wie NADPH -- Energie für die Sekundärreaktion bereit.

Und der dritte Stoff, der bei der Fotolyse aus dem Wasser gespaltet wird, welcher war das noch? Richtig, das ist der Sauerstoff, den Ichap zum Atmen benötigt, genau wie alle Menschen und Tiere auch. Dieser wird freigesetzt, die Pflanze braucht ihn nicht mehr.
Er ist also nur ein Nebenprodukt für die Pflanze, der aber enorm wichtig für andere Lebewesen ist. PRI



Das war also die Primärreaktion. Sie wird auch Lichtreaktion genannt, weil sie mit Licht aktiviert wird, also nur tagsüber abläuft.

Es wird Wasser benötigt, um NADPH und ATP entstehen zu lassen.
Außerdem entsteht Sauerstoff.

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4. Die Sekundärreaktion

Die Sekundärreaktion läuft auch im Dunkeln ab. Sie benötigt kein Licht um aktiv zu werden.

Für die Sekundärreaktion wird Kohlenstoffdioxid benötigt.
Ichap hat einmal gehört, dass in der Luft neben Sauerstoff auch Kohlenstoffdioxid vorhanden ist.
Genau dieses wird nun mithilfe von ATP und NADPH, den Endprodukten der Primärreaktion, zu Stärke und Zucker umgewandelt.


Die Stärke und der Zucker werden für das Wachstum der Pflanze und zur Zellatmung benötigt.
Aber auch Menschen und Tiere essen bzw fressen gerne Pflanzen.
Ichap: „Hmmm lecker, Salaaat!“ Für die Tiere ist dieses sogar meistens das Hauptnahrungsmittel.

Und wenn die Menschen nicht die Pflanzen direkt, sondern nur das Fleisch von Tieren essen, essen sie indirekt auch den Zucker von den Pflanzen.

Lebewesen wie Menschen und Tiere sind also nicht nur wegen des Sauerstoffes, den die Pflanzen für die produzieren, von den Pflanzen abhängig, sondern auch wegen des Zuckers.

Ichap: „Wow, dann ist die Photosynthese ja echt wichtig für alles Leben!“