Absorptions- und Wirkungsspektrum der Fotosynthese

Das Absorptions- und Wirkungsspektrum der Photosynthese zeigt die Effizienz verschiedener Wellenlängen des Lichts für den Prozess der Fotosynthese.

Vocabulary: Absorptionsmaximum oder Peak bezeichnet die Wellenlänge, bei der ein Pigment am meisten Licht absorbiert.

Die wichtigsten Fotosynthese-Pigmente und ihre Absorptionsmaxima sind:

1. Chlorophyll a: ca. 440 nm (blau) und ca. 660 nm (orange)
2. Chlorophyll b: ca. 480 nm (blau) und ca. 640 nm (gelb-orange)
3. Carotinoide: ca. 460 nm (blau) und ca. 575 nm (blau-grün)

Highlight: Carotinoide schließen die "Grünlücke" und erweitern somit das Spektrum, das zur Photosynthese genutzt werden kann.

Der Engelmann-Versuch visualisiert das Wirkungsspektrum, indem er die Verteilung von sauerstoffliebenden Bakterien um eine Grünalge in verschiedenen Lichtbereichen zeigt. Dies demonstriert, dass die Photosynthese am effektivsten im blauen und roten Lichtbereich stattfindet.

Example: Das Wirkungsspektrum Fotosynthese zeigt Peaks in den Bereichen, wo Chlorophyll a und b am stärksten absorbieren, was die direkte Verbindung zwischen Absorption und fotosynthetischer Aktivität verdeutlicht.

Bedeutung des Lichts für die Fotosynthese

Die Photosynthese ist stark von der Qualität und Quantität des verfügbaren Lichts abhängig. Das sichtbare "weiße" Licht besteht aus verschiedenen Wellenlängen, die durch ein Prisma in einzelne Lichtfarben aufgespalten werden können.

Definition: Das Wirkungsspektrum zeigt die Fotosyntheserate bei verschiedenen Wellenlängen, oft gemessen an der produzierten Sauerstoffmenge.

Definition: Das Absorptionsspektrum gibt an, welche Wellenlängen von den einzelnen Pigmenten in welchem Maße absorbiert werden.

Der Engelmann-Versuch ist eine wichtige Methode zur Untersuchung der Lichtabhängigkeit der Photosynthese:

1. Eine Fadenalge wird mit Spektrallicht bestrahlt.
2. Sauerstoffliebende Bakterien sammeln sich bevorzugt im Blau- und Rotlichtbereich.
3. Dies führt zur Vermutung, dass Rot- und Blaulicht von den Blattpigmenten absorbiert und für die Photosynthese genutzt werden.

Highlight: Die Überprüfung dieser Vermutung erfolgt durch Bestrahlung einer Rohchlorophylllösung mit einzelnen Lichtspektren und Messung der absorbierten und transmittierten Wellenlängen.

Example: Licht blauvioletter und orangeroter Wellenlängen wird von den Pigmenten absorbiert und kann für die Photosynthese genutzt werden, während grünes und gelbes Licht kaum absorbiert, sondern transmittiert wird.