Fotosynthese und Zellatmung: Grundlegende Prozesse des Lebens
Die Fotosynthese ist ein fundamentaler Prozess in der Natur, bei dem Pflanzen mithilfe von Lichtenergie und Chlorophyll aus anorganischen Stoffen wie Kohlenstoffdioxid und Wasser den organischen Stoff Glucose sowie Sauerstoff produzieren. Dieser Vorgang wird auch als autotrophe Ernährung bezeichnet.
Definition: Fotosynthese ist der Prozess, bei dem Pflanzen Lichtenergie nutzen, um aus Kohlenstoffdioxid und Wasser Glucose und Sauerstoff zu produzieren.
Die Zellatmung hingegen findet in den Mitochondrien statt und ist der gegenteilige Prozess zur Fotosynthese. Hier wird unter Verwendung von Sauerstoff und Glucose Energie freigesetzt, wobei Kohlenstoffdioxid und Wasser als Nebenprodukte entstehen.
Highlight: In Pflanzenzellen finden beide Prozesse statt: In den Epidermiszellen nur Zellatmung, in allen anderen Zellen zusätzlich auch Fotosynthese.
Die Notwendigkeit der Fotosynthese für das Leben auf der Erde kann nicht überschätzt werden. Sie ist lebenswichtig für den Menschen, da sie das von uns ausgestoßene CO₂ in Sauerstoff umwandelt, den wir wiederum zum Atmen benötigen.
Formel: Die chemische Gleichung der Fotosynthese lautet: 6 H₂O + 6 CO₂ -> 6 O₂ + C₆H₁₂O₆
Der Aufbau eines Chloroplasten, in dem die Fotosynthese stattfindet, ist komplex. Er enthält verschiedene Strukturen wie Granum, Thylakoide und Stroma, die alle eine spezifische Funktion im Prozess der Fotosynthese haben.
Vocabulary: Chloroplasten Funktion beinhaltet die Umwandlung von Lichtenergie in chemische Energie und die Produktion von Glucose.
Die Bedeutung der Fotosynthese geht weit über die Sauerstoffproduktion hinaus. Sie ist auch verantwortlich für:
- Die Bildung von Glucose und Stärke als Nahrungsgrundlage für alle Lebewesen
- Die Regulierung des Kohlenstoffdioxidgehalts in der Atmosphäre
- Die Grundlage für die Entstehung fossiler Brennstoffe wie Kohle und Erdöl
- Den Aufbau wichtiger Rohstoffe wie Holz
Example: Der Farbverlust der Blätter im Herbst ist ein sichtbares Zeichen für die Veränderung der Fotosynthese-Aktivität. Das Chlorophyll wird abgebaut, wodurch andere Pigmente wie Carotin sichtbar werden.