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8. Dez. 2025

7 Seiten

Stoffwechselphysiologie Biologie NRW 2025 Zusammenfassung

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Johanna

@johanna_gwk4

Die Fotosynthese ist der wichtigste biologische Prozess unseres Planeten -... Mehr anzeigen

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Stoffwechselphysiologie
Assimilation durch Fotosynthese
umwandlung von Licht in
chemisch gebundene
Energie
↓
Primärprozess

Grundlagen der Fotosynthese

Fotosynthese ist der Prozess, bei dem Pflanzen aus Licht, Wasser und CO₂ Glucose und Sauerstoff herstellen. Die vereinfachte Formel lautet: 6 CO₂ + 6 H₂O → C₆H₁₂O₆ + 6 O₂. Diese Reaktion läuft in den Chloroplasten ab - den grünen Zellorganellen, die nur in Pflanzenzellen vorkommen.

Chloroplasten haben einen komplexen Aufbau: Das Innere nennt man Stroma, durchzogen von Thylakoidstapeln, die das grüne Chlorophyll enthalten. Hier wird Lichtenergie in chemische Energie umgewandelt.

Die Fotosynthese besteht aus zwei Hauptphasen: der lichtabhängigen Reaktion (Primärprozess) und der lichtunabhängigen Reaktion (Sekundärprozess). Faktoren wie Lichtintensität, Temperatur und CO₂-Konzentration bestimmen, wie effektiv die Fotosynthese abläuft.

Merktipp: Chloroplasten sind wie kleine Solarzellen - sie fangen Sonnenlicht ein und wandeln es in verwendbare Energie um!

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Stoffwechselphysiologie
Assimilation durch Fotosynthese
umwandlung von Licht in
chemisch gebundene
Energie
↓
Primärprozess

Lichtreaktion - Energie aus Sonnenlicht

Die Lichtreaktion findet an der Thylakoidmembran statt und wandelt Lichtenergie in chemische Energie um. Dabei arbeiten Fotosystem 1 und 2 zusammen wie zwei gekoppelte Maschinen.

Schritt 1: Fotosystem 2 wird durch Licht angeregt und spaltet Wasser (Fotolyse). Dabei entstehen Sauerstoff, Protonen und Elektronen. Schritt 2: Die Elektronen fließen durch die Elektronentransportkette von FS 2 zu FS 1. Währenddessen werden H⁺-Ionen in den Thylakoid-Innenraum gepumpt.

Schritt 3: In Fotosystem 1 werden die Elektronen auf NADP⁺ übertragen, wodurch NADPH entsteht. Die angesammelten Protonen fließen durch die ATP-Synthase zurück ins Stroma und produzieren dabei ATP durch Chemiosmose.

Das Wichtigste: Die Lichtreaktion liefert ATP und NADPH - die "Energiewährung" für den nächsten Schritt der Fotosynthese!

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Stoffwechselphysiologie
Assimilation durch Fotosynthese
umwandlung von Licht in
chemisch gebundene
Energie
↓
Primärprozess

Calvin-Zyklus - Zucker aus CO₂

Der Calvin-Zyklus läuft im Stroma ab und baut aus CO₂ Zucker auf. Er nutzt das ATP und NADPH aus der Lichtreaktion und läuft wie ein Kreislauf in drei Phasen ab.

Phase 1 - Kohlenstoff-Fixierung: CO₂ wird durch das Enzym RuBisCO an RuBP Ribulose1,5bisphosphatRibulose-1,5-bisphosphat gebunden. Es entstehen instabile C₆-Moleküle, die sofort in zwei 3-PGS C3Ko¨rperC₃-Körper zerfallen.

Phase 2 - Reduktion: 3-PGS wird mit ATP aktiviert und dann mit NADPH reduziert. Dabei entsteht Glycerinaldehyd-3-phosphat (GAP) - ein Zuckerbaustein. Phase 3 - Regeneration: Aus fünf GAP-Molekülen wird das Akzeptormolekül RuBP regeneriert, damit der Zyklus weiterlaufen kann.

Faustregel: Sechs Durchläufe des Calvin-Zyklus ergeben ein Glucose-Molekül - der Zyklus muss also richtig "rund laufen"!

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Stoffwechselphysiologie
Assimilation durch Fotosynthese
umwandlung von Licht in
chemisch gebundene
Energie
↓
Primärprozess

Das große Ganze - Fotosynthese komplett

Die Fotosynthese verbindet geschickt beide Teilprozesse: Die Lichtreaktion erzeugt ATP und NADPH (plus O₂ als Nebenprodukt), während der Calvin-Zyklus diese Energieträger verbraucht, um Glucose aufzubauen.

Lichtreaktion: Elektronentransfer, Fotolyse des Wassers → Entstehung von O₂, ATP und NADPH. Calvin-Zyklus: CO₂-Fixierung, Glucose-Aufbau, Regeneration des Akzeptors → Verbrauch von ATP und NADPH.

Sonnenlicht treibt die Lichtreaktion an, die chemische Energie bereitstellt. Diese wird dann "investiert", um aus dem CO₂ der Luft energiereiche Glucose zu bauen. So wird Lichtenergie in chemisch gespeicherte Energie umgewandelt.

Der Trick: Die Fotosynthese ist wie ein zweistufiger Prozess - erst "Geld verdienen" (Lichtreaktion), dann "Geld ausgeben" CalvinZyklusCalvin-Zyklus!

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Stoffwechselphysiologie
Assimilation durch Fotosynthese
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Energie
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Primärprozess

Äußere Faktoren - Was beeinflusst die Fotosynthese?

Die Fotosyntheserate hängt von drei Hauptfaktoren ab: Lichtintensität, CO₂-Konzentration und Temperatur. Diese wirken oft als limitierende Faktoren - der schwächste bestimmt das Tempo.

Licht: Bei schwachem Licht ist die Fotosynthese gering, sie steigt mit der Lichtintensität bis zur Lichtsättigung. Der Lichtkompensationspunkt ist erreicht, wenn CO₂-Aufnahme und -Abgabe gleich sind.

CO₂: Mehr CO₂ bedeutet mehr Fotosynthese, bis eine Sättigung erreicht wird. Temperatur: Enzyme arbeiten temperaturabhängig - zu kalt stoppt die Fotosynthese, zu heiß denaturieren die Enzyme.

Praxis-Tipp: In Gewächshäusern nutzt man diese Erkenntnisse - zusätzliches CO₂, optimale Temperatur und richtige Beleuchtung maximieren das Pflanzenwachstum!

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Stoffwechselphysiologie
Assimilation durch Fotosynthese
umwandlung von Licht in
chemisch gebundene
Energie
↓
Primärprozess

Zellatmung - Glucose wird zu Energie

Die Zellatmung ist das Gegenstück zur Fotosynthese und läuft hauptsächlich in den Mitochondrien ab. Glucose wird vollständig zu CO₂ und H₂O oxidiert, wobei ATP und Wärme entstehen.

Glykolyse (im Cytoplasma): Ein Glucose-Molekül wird zu zwei Pyruvat-Molekülen abgebaut. Oxidative Decarboxylierung: Pyruvat gelangt in die Mitochondrien und wird zu Acetyl-CoA umgewandelt.

Citratzyklus (in der Matrix): Die sechs Kohlenstoffatome werden komplett zu CO₂ oxidiert. Atmungskette (an der inneren Membran): Hier entstehen die meisten ATP-Moleküle durch einen ähnlichen Mechanismus wie bei der Fotosynthese.

Vergleich: Fotosynthese speichert Energie in Glucose, Zellatmung setzt sie wieder frei - wie Laden und Entladen einer biologischen Batterie!

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Wir dachten, du würdest nie fragen...

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Unser KI-Begleiter ist speziell auf die Bedürfnisse von Schülern zugeschnitten. Basierend auf den Millionen von Inhalten, die wir auf der Plattform haben, können wir den Schülern wirklich sinnvolle und relevante Antworten geben. Aber es geht nicht nur um Antworten, sondern der Begleiter führt die Schüler auch durch ihre täglichen Lernherausforderungen, mit personalisierten Lernplänen, Quizfragen oder Inhalten im Chat und einer 100% Personalisierung basierend auf den Fähigkeiten und Entwicklungen der Schüler.

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Die App ist sehr leicht und gut gestaltet. Habe bis jetzt alles gefunden, nachdem ich gesucht habe und aus den Präsentationen echt viel lernen können! Die App werde ich auf jeden Fall für eine Klassenarbeit verwenden! Und als eigene Inspiration hilft sie natürlich auch sehr.

Stefan S

iOS user

Diese App ist wirklich echt super. Es gibt so viele Lernzettel und Hilfen, […]. Mein Problemfach ist zum Beispiel Französisch und die App hat mega viel Auswahl für Hilfe. Dank dieser App habe ich mich in Französisch verbessert. Ich würde diese jedem weiterempfehlen.

Samantha Klich

Android user

Wow ich bin wirklich komplett baff. Habe die App nur mal so ausprobiert, weil ich es schon oft in der Werbung gesehen habe und war absolut geschockt. Diese App ist DIE HILFE, die man sich für die Schule wünscht und vor allem werden so viele Sachen angeboten, wie z.B. Ausarbeitungen und Merkblätter, welche mir persönlich SEHR weitergeholfen haben.

Anna

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Ich finde Knowunity so grandios. Ich lerne wirklich für alles damit. Es gibt so viele verschiedene Lernzettel, die sehr gut erklärt sind!

Jana V

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Ich liebe diese App sie hilft mir vor jeder Arbeit kann Aufgaben kontrollieren sowie lösen und ist wirklich vielfältig verwendbar. Man kann mit diesem Fuchs auch normal reden so wie Probleme im echten Leben besprechen und er hilft einem. Wirklich sehr gut diese App kann ich nur weiter empfehlen, gerade für Menschen die etwas länger brauchen etwas zu verstehen!

Lena M

Android user

Ich finde Knowunity ist eine super App. Für die Schule ist sie ideal , wegen den Lernzetteln, Quizen und dem AI. Das gute an AI ist , dass er nicht direkt nur die Lösung ausspuckt sondern einen Weg zeigt wie man darauf kommt. Manchmal gibt er einem auch nur einen Tipp damit man selbst darauf kommt . Mir hilft Knowunity persönlich sehr viel und ich kann sie nur weiterempfehlen ☺️

Timo S

iOS user

Die App ist einfach super! Ich muss nur in die Suchleiste mein Thema eintragen und ich checke es sehr schnell. Ich muss nicht mehr 10 YouTube Videos gucken, um etwas zu verstehen und somit spare ich mir meine Zeit. Einfach zu empfehlen!!

Sudenaz Ocak

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Diese App hat mich echt verbessert! In der Schule war ich richtig schlecht in Mathe und dank der App kann ich besser Mathe! Ich bin so dankbar, dass ihr die App gemacht habt.

Greenlight Bonnie

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Ich benutze Knowunity schon sehr lange und meine Noten haben sich verbessert die App hilft mir bei Mathe,Englisch u.s.w. Ich bekomme Hilfe wenn ich sie brauche und bekomme sogar Glückwünsche für meine Arbeit Deswegen von mir 5 Sterne🫶🏼

Julia S

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Also die App hat mir echt in super vielen Fächern geholfen! Ich hatte in der Mathe Arbeit davor eine 3+ und habe nur durch den School GPT und die Lernzettek auf der App eine 1-3 in Mathe geschafft…Ich bin Mega glücklich darüber also ja wircklich eine super App zum lernen und es spart sehr viel Heit dass man mehr Freizeit hat!

Marcus B

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Mit dieser App hab ich bessere Noten bekommen. Bessere Lernzettel gekriegt. Ich habe die App benutzt, als ich die Fächer nicht ganz verstanden habe,diese App ist ein würcklich GameChanger für die Schule, Hausaufgaben

Sarah L

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Hatte noch nie so viel Spaß beim Lernen und der School Bot macht super Aufschriebe die man Herunterladen kann total Übersichtlich und Lehreich. Bin begeistert.

Hans T

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Die App ist sehr leicht und gut gestaltet. Habe bis jetzt alles gefunden, nachdem ich gesucht habe und aus den Präsentationen echt viel lernen können! Die App werde ich auf jeden Fall für eine Klassenarbeit verwenden! Und als eigene Inspiration hilft sie natürlich auch sehr.

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Biologie

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Die Fotosynthese ist der wichtigste biologische Prozess unseres Planeten - ohne sie gäbe es kein Leben, wie wir es kennen. Pflanzen wandeln dabei Sonnenlicht, Wasser und CO₂ in Zucker und Sauerstoff um. Das Gegenteil passiert bei der Zellatmung, wo Zucker... Mehr anzeigen

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Grundlagen der Fotosynthese

Fotosynthese ist der Prozess, bei dem Pflanzen aus Licht, Wasser und CO₂ Glucose und Sauerstoff herstellen. Die vereinfachte Formel lautet: 6 CO₂ + 6 H₂O → C₆H₁₂O₆ + 6 O₂. Diese Reaktion läuft in den Chloroplasten ab - den grünen Zellorganellen, die nur in Pflanzenzellen vorkommen.

Chloroplasten haben einen komplexen Aufbau: Das Innere nennt man Stroma, durchzogen von Thylakoidstapeln, die das grüne Chlorophyll enthalten. Hier wird Lichtenergie in chemische Energie umgewandelt.

Die Fotosynthese besteht aus zwei Hauptphasen: der lichtabhängigen Reaktion (Primärprozess) und der lichtunabhängigen Reaktion (Sekundärprozess). Faktoren wie Lichtintensität, Temperatur und CO₂-Konzentration bestimmen, wie effektiv die Fotosynthese abläuft.

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Lichtreaktion - Energie aus Sonnenlicht

Die Lichtreaktion findet an der Thylakoidmembran statt und wandelt Lichtenergie in chemische Energie um. Dabei arbeiten Fotosystem 1 und 2 zusammen wie zwei gekoppelte Maschinen.

Schritt 1: Fotosystem 2 wird durch Licht angeregt und spaltet Wasser (Fotolyse). Dabei entstehen Sauerstoff, Protonen und Elektronen. Schritt 2: Die Elektronen fließen durch die Elektronentransportkette von FS 2 zu FS 1. Währenddessen werden H⁺-Ionen in den Thylakoid-Innenraum gepumpt.

Schritt 3: In Fotosystem 1 werden die Elektronen auf NADP⁺ übertragen, wodurch NADPH entsteht. Die angesammelten Protonen fließen durch die ATP-Synthase zurück ins Stroma und produzieren dabei ATP durch Chemiosmose.

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Calvin-Zyklus - Zucker aus CO₂

Der Calvin-Zyklus läuft im Stroma ab und baut aus CO₂ Zucker auf. Er nutzt das ATP und NADPH aus der Lichtreaktion und läuft wie ein Kreislauf in drei Phasen ab.

Phase 1 - Kohlenstoff-Fixierung: CO₂ wird durch das Enzym RuBisCO an RuBP Ribulose1,5bisphosphatRibulose-1,5-bisphosphat gebunden. Es entstehen instabile C₆-Moleküle, die sofort in zwei 3-PGS C3Ko¨rperC₃-Körper zerfallen.

Phase 2 - Reduktion: 3-PGS wird mit ATP aktiviert und dann mit NADPH reduziert. Dabei entsteht Glycerinaldehyd-3-phosphat (GAP) - ein Zuckerbaustein. Phase 3 - Regeneration: Aus fünf GAP-Molekülen wird das Akzeptormolekül RuBP regeneriert, damit der Zyklus weiterlaufen kann.

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Lichtreaktion: Elektronentransfer, Fotolyse des Wassers → Entstehung von O₂, ATP und NADPH. Calvin-Zyklus: CO₂-Fixierung, Glucose-Aufbau, Regeneration des Akzeptors → Verbrauch von ATP und NADPH.

Sonnenlicht treibt die Lichtreaktion an, die chemische Energie bereitstellt. Diese wird dann "investiert", um aus dem CO₂ der Luft energiereiche Glucose zu bauen. So wird Lichtenergie in chemisch gespeicherte Energie umgewandelt.

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Licht: Bei schwachem Licht ist die Fotosynthese gering, sie steigt mit der Lichtintensität bis zur Lichtsättigung. Der Lichtkompensationspunkt ist erreicht, wenn CO₂-Aufnahme und -Abgabe gleich sind.

CO₂: Mehr CO₂ bedeutet mehr Fotosynthese, bis eine Sättigung erreicht wird. Temperatur: Enzyme arbeiten temperaturabhängig - zu kalt stoppt die Fotosynthese, zu heiß denaturieren die Enzyme.

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Die Zellatmung ist das Gegenstück zur Fotosynthese und läuft hauptsächlich in den Mitochondrien ab. Glucose wird vollständig zu CO₂ und H₂O oxidiert, wobei ATP und Wärme entstehen.

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Die App ist sehr leicht und gut gestaltet. Habe bis jetzt alles gefunden, nachdem ich gesucht habe und aus den Präsentationen echt viel lernen können! Die App werde ich auf jeden Fall für eine Klassenarbeit verwenden! Und als eigene Inspiration hilft sie natürlich auch sehr.

Stefan S

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Diese App ist wirklich echt super. Es gibt so viele Lernzettel und Hilfen, […]. Mein Problemfach ist zum Beispiel Französisch und die App hat mega viel Auswahl für Hilfe. Dank dieser App habe ich mich in Französisch verbessert. Ich würde diese jedem weiterempfehlen.

Samantha Klich

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Wow ich bin wirklich komplett baff. Habe die App nur mal so ausprobiert, weil ich es schon oft in der Werbung gesehen habe und war absolut geschockt. Diese App ist DIE HILFE, die man sich für die Schule wünscht und vor allem werden so viele Sachen angeboten, wie z.B. Ausarbeitungen und Merkblätter, welche mir persönlich SEHR weitergeholfen haben.

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Ich finde Knowunity ist eine super App. Für die Schule ist sie ideal , wegen den Lernzetteln, Quizen und dem AI. Das gute an AI ist , dass er nicht direkt nur die Lösung ausspuckt sondern einen Weg zeigt wie man darauf kommt. Manchmal gibt er einem auch nur einen Tipp damit man selbst darauf kommt . Mir hilft Knowunity persönlich sehr viel und ich kann sie nur weiterempfehlen ☺️

Timo S

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Sudenaz Ocak

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Diese App hat mich echt verbessert! In der Schule war ich richtig schlecht in Mathe und dank der App kann ich besser Mathe! Ich bin so dankbar, dass ihr die App gemacht habt.

Greenlight Bonnie

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Ich benutze Knowunity schon sehr lange und meine Noten haben sich verbessert die App hilft mir bei Mathe,Englisch u.s.w. Ich bekomme Hilfe wenn ich sie brauche und bekomme sogar Glückwünsche für meine Arbeit Deswegen von mir 5 Sterne🫶🏼

Julia S

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Also die App hat mir echt in super vielen Fächern geholfen! Ich hatte in der Mathe Arbeit davor eine 3+ und habe nur durch den School GPT und die Lernzettek auf der App eine 1-3 in Mathe geschafft…Ich bin Mega glücklich darüber also ja wircklich eine super App zum lernen und es spart sehr viel Heit dass man mehr Freizeit hat!

Marcus B

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Mit dieser App hab ich bessere Noten bekommen. Bessere Lernzettel gekriegt. Ich habe die App benutzt, als ich die Fächer nicht ganz verstanden habe,diese App ist ein würcklich GameChanger für die Schule, Hausaufgaben

Sarah L

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Hatte noch nie so viel Spaß beim Lernen und der School Bot macht super Aufschriebe die man Herunterladen kann total Übersichtlich und Lehreich. Bin begeistert.

Hans T

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