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Abhängigkeit der Fotosynthese von Licht und anderen Faktoren

25.4.2021

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<p>Vorgänger schon und beim Verschlucken durch Endozytose entstand die zweite Membran, äußere Membran war mal Membran der Ursprungszelle; T

<p>Vorgänger schon und beim Verschlucken durch Endozytose entstand die zweite Membran, äußere Membran war mal Membran der Ursprungszelle; T

Vorgänger schon und beim Verschlucken durch Endozytose entstand die zweite Membran, äußere Membran war mal Membran der Ursprungszelle; Teile von Alpha-Proteobakterien-DNA sind im Zellkern von Eukaryoten zu finden. Chloroplasten und Mitochondrien haben eigene Ring-DNA und können sich selbstständig vermehren, sowie eigenständig Stoffwechsel betreiben.

Absorptionsspektrum und Wirkungsspektrum

Licht hat unterschiedliche Wellenlängen und Farben (Spektralfarben). Das Spektrum des Lichts reicht von 400nm bis 780nm, sichtbares Licht beträgt 380-750nm, blaues Licht ist energiereicher als rotes Licht. Licht besteht aus einzelnen Quanten, deren Energie von der Wellenlänge abhängig ist. Durch Absorption eines Lichtquants gelangt ein Elektron auf ein höheres Energieniveau (angeregter Zustand). Bei Rückkehr in Grundzustand strahlt das Elektron Energie ab. Violettes Licht mit ca. 400nm ist kurzwelliger als rotes Licht im Bereich von 650-750nm.

Lichtabsorption: Chlorophyll-Lösung absorbiert Farben bzw. Energie des Lichts, vor allem blau und orangerot, grün wird kaum bis gar nicht absorbiert. Somit lässt das Blatt nur das grüne Licht durch und reflektiert (Gegenteil von Absorption) es; Blätter erscheinen daher grün. Laubblätter und Grünalgen haben ein Gemisch verschiedener Farbstoffe: den grünen Chlorophylle a und b und den orange-gelben Carotinoide. Absorption in Abhängigkeit von Wellenlänge des Lichts; Absorptionsspektrum der verschiedenen Farbstoffe. Wirkungsspektrum: Fotosyntheserate einer Pflanze bei Licht verschiedener Wellenlängen (ENGELMANN-EXPERIMENT 1882). Er belichtete eine Fadenalge mit verschieden farbigem Licht und erhielt verschiedene Fotosyntheseraten. Da wo die höchste Rate war, lagerten sich die meisten aeroben Bakterien an, die den entstandenen Sauerstoff benötigten. Im kurzwelligen violett-blauen Licht und langwelligen roten Licht am besten, da die meisten Bakterien Fotosyntheserate ist ca. Maximal bei 450 und 680nm, in diesen Wellenlängenbereichen haben Chlorophyll a und b ihre Absorptionsmaxima. Chlorophyll a und b absorbieren das meiste Licht für die Fotosynthese, da das Wirkungsspektrum seine Maxima im Bereich des Chlorophyll-Absorptionsmaxima hat. Andere Farbstoffkomponenten in anderen Pflanzen absorbieren und reflektieren anderes Licht und dadurch sind die Pflanzen anders farbig.

Atom und Licht

Was geschieht wenn ein Atom Licht absorbiert? Bsp. Einfaches Wasserstoffatom, Elektron blau auf der innersten Elektronenschale (K-Schale). Kreist mit hoher Geschwindigkeit um den roten Atomkern, da Anziehungskraft zwischen Atomkern und Elektron relativ hoch ist, um das Elektron zu entfernen müsste man sehr viel Energie aufwenden -> Redoxpotential ist positiv. Dann kommt ein Lichtstrahl an, kleinste Einheit des Lichts heißt Photon oder Quant. Photon zeichnet sich durch einen bestimmten Energiebetrag aus und ist das kleinste Teilchen des Lichts, Energiebetrag ist abhängig von Wellenlänge des Photons ->rotes Photon weniger Energie als blaues. Vom Photon übertragene Energie wird vom Elektron aufgenommen. Keine Energie geht verloren: Energieerhaltungssatz. Elektron hat also Energie des absorbierten Photons aufgenommen und dadurch erhöht sich seine Energie und kann sich schneller um den Atomkern bewegen. Vorher: Gleichgewicht zwischen Anziehungskraft Atomkern und von der Eigenbewegung verursachten Zentrifugalkraft des Elektrons, daher bewegte sich das Elektron auf einer konstanten Kreisbahn um den Kern. Durch die höhere Geschwindigkeit entfernt sich das Elektron jetzt jedoch vom Atomkern, das das Elektron sich auf einem höheren Energieniveau befindet. Anziehungskraft zwischen Kern und Elektron geringer als zuvor und das Elektron kann leichter aus Atom entfernt werden. Redoxpotential ist negativer geworden, denn ein angeregtes Wasserstoffatom gibt Elektron leichter ab als ein Wasserstoffatom im Grundzustand.

Zusammenfassung - Biologie

  • Abhängigkeit der Fotosynthese von Licht: Die Fotosynthese ist abhängig von der Lichtintensität, denn Chlorophyll absorbiert Farben und Energie des Lichts.
  • Absorptionsspektrum und Wirkungsspektrum: Licht besteht aus verschiedenen Farben und Wellenlängen, die von Pflanzen unterschiedlich absorbiert werden. Das Wirkungsspektrum zeigt die Fotosyntheserate bei verschiedenen Lichtwellenlängen.
  • Atom und Licht: Wenn ein Atom Licht absorbiert, nimmt das Elektron Energie auf und bewegt sich schneller um den Atomkern. Dadurch kann es leichter aus dem Atom entfernt werden.
  • Endosymbiontentheorie: Chloroplasten und Mitochondrien haben eigene DNA und können sich selbstständig vermehren. Sie stammen von Alpha-Proteobakterien ab, die in Eukaryoten aufgenommen wurden.
  • Wirkungsspektrum und Licht: Die Fotosyntheserate ist am besten bei violettem-blauem und langwelligem rotem Licht, da dort die meisten Bakterien für die Fotosynthese benötigten Sauerstoff produzieren.

Die Abhängigkeit der Fotosynthese von Licht, Äußenfaktoren und anderen abiotischen Faktoren ist ein wichtiger Bereich der Biologie und der Ökologie. Es beschreibt, wie Pflanzen und andere Organismen von äußeren Einflüssen, insbesondere von Licht, abhängig sind, um Energie zu produzieren. Dieses Arbeitsblatt erklärt die Grundlagen dieses komplexen Themas auf einfache Weise.

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𝕒𝕓𝕚𝕥𝕦𝕣 ‘22👩🏽‍🎓-> med student 𝕓𝕚𝕠, 𝕖𝕟𝕘𝕝𝕚𝕤𝕔𝕙 𝕝𝕜 🌻 𝕞𝕒𝕥𝕙𝕖, 𝕖𝕣𝕫𝕚𝕖𝕙𝕦𝕟𝕘𝕤𝕨𝕚𝕤𝕤𝕖𝕟𝕤𝕔𝕙𝕒𝕗𝕥𝕖𝕟 𝕘𝕜 🌺 -> 𝕋𝕙𝕖𝕞𝕖𝕟𝕨𝕦𝕖𝕟𝕤𝕔𝕙𝕖 𝕘𝕖𝕣𝕟𝕖 𝕡𝕖𝕣 ℕ𝕒𝕔𝕙𝕣𝕚𝕔𝕙𝕥 📬

Häufig gestellte Fragen zum Thema Biologie

Q: Wie hängt die Fotosynthese von der Intensität des Lichts ab?

A: Die Fotosynthese ist abhängig von der Lichtintensität, da die Menge an verfügbarem Licht die Rate der Fotosynthese bestimmt. Bei schwachem Licht ist die Fotosyntheserate geringer, während bei starkem Licht die Fotosynthese effizienter ist.

Q: Was ist das Absorptionsspektrum und das Wirkungsspektrum der Fotosynthese?

A: Das Absorptionsspektrum zeigt, welche Wellenlängen des Lichts von Chlorophyll und anderen Farbstoffen absorbiert werden. Das Wirkungsspektrum gibt an, bei welchen Wellenlängen die Fotosyntheserate am höchsten ist.

Q: Welche Rolle spielen abiotische Faktoren bei der Photosynthese?

A: Abiotische Faktoren wie die Verfügbarkeit von CO2, Wasser und die Temperatur beeinflussen die Fotosynthese maßgeblich. Sie können als limitierende Faktoren wirken und die Fotosyntheserate beeinflussen.

Q: Wie entsteht Lichtabsorption in einem Atom?

A: Lichtabsorption in einem Atom erfolgt, wenn ein Photon mit ausreichender Energie auf ein Elektron trifft. Das Elektron nimmt die Energie des Photons auf und springt auf ein höheres Energieniveau.

Q: Welche Bedeutung hat das Wirkungsspektrum für die Fotosynthese?

A: Das Wirkungsspektrum gibt an, welche Wellenlängen am effektivsten für die Fotosynthese sind. Es zeigt, bei welchen Lichtbedingungen die Photosyntheserate am höchsten ist, und welche Farben des Lichts von den Chlorophyllmolekülen bevorzugt absorbiert werden.

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