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Fotosynthese (Licht, Blätter, Lichtreaktion)
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Leonie
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-Was ist Licht? -Engelmann Versuch -Sonnen-&Schattenblatt -Aufbau Blatt -Aufbau Chloroplast -Aufbau Thylakoidmembran -> Lichtabhängige Reaktion
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-Form von Energie -elektromagnetische Strahlung wandert in rhythmischen Wellen (Wellenlängen zwischen 400 und 700nm) -breiten sich in Lichtgeschwindigkeit aus (300000km/s) -Steigt die Lichtintensität, steigt auch die Fotosyntheserate -zu hohe Lichtintensität führt zum Rückgang der Fotosyntheserate Lichtabsorption (%) Absorptionsspektrum = Licht wird Aufgenommen Absorbierte Licht in Abhängigkeit der Wellenlängen des eintreffenden Lichts absorbiert blaues und rotes Licht, reflektiert grünes Licht 100 80 60 40 20 0 WAS IST LICHT? Absorption = Aufnahme von Licht Licht umfasst nicht alle Wellenlängen in gleichen Anteilen (der der am Größten ist, die Farbe sehen wir) Streuung = Abgabe von Licht 400 500 600 Chlorophyll a Chlorophyll b Carotinoide 700 Wellenlänge des Lichts in nm Lichtspektrum Ultraviolett 400 nm Sichtbares Lichtspektrum (390-780 nm) 500 nm 400-500nm blau 550-600nm = gelb 600 nm 700 nm Infrarot 500-550nm = grün über 600nm = rot 800 nm Wirkungsspektrum Fotosyntheseleistung anhand der Sauerstoffproduktion Fotosyntheserate bei Licht verschiedener Wellenlängen Fotosynthese wirkt am besten bei blauem und rotem Licht Pigmente: -Chlorophyll a: zentrales Fotosynthsese-Pigment, absorbiert im blauen und rotem Bereich und -Fotosyntheserate bei blauem und rotem Licht am höchsten reflektiert grün -Chlorophyll b: Verringert Grünlücke, absorbiert Lichtenergie welches vom Chlorophyll a kaum genutzt wird -sämtliche Pigmente zeigen geringe Absorption im grünen Bereich (Grünlücke)-Nur absorbiertes Licht ist fotosynthetisch wirksam -Wirksamkeit von Lichtenergie unterschiedlicher Wellenlängen auf die Fotosynthese -Fotosynthese ist abhängig von der Wellenlänge des Lichts Blay (m) Wassertiefe aerotaktische Bakterien Wellenlängen des lichts in nm 600 Wellenlänge (nm) 5 15 30 40 55 Fadenalge ENGELMANN VERSUCH Grün Prisma -Braunalge -reflektiert größtenteils Wellenlängen von gelben, 450-490 blau orangenen und roten Licht -empfangen auch kurzwellige Strahlen und somit auch in der Tiefe Fotosynthese betreiben Wirkungsspektrum Licht 550 grün 700 Rot SONNENLICHT 600 gelb 630 orange 2 Veränderung des Lichtspektrums bei zunehmender Wassertiefe 650-700 rot ↓ Beschreibung des Versuchs: -er spaltete Licht mit einem Prisma in seine einzelnen Bestandteile auf -Um Fotosyntheserat zu messen, gab er aerotaktische (sauerstoffliebende) Bakterien hinzu ->...
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diese bewegten sich dorthin, wo Sauerstoff war -> Filgerung Bakteriendichte iim roten und blauen Licht am größten = Fotosyntheserate ist dort am höchsten Absorption (rel. Werte) Wirkungs- spektrum تها 400 Chlorophyll a Chlorophyll c 500 Fucoxanthin 600 Wellenlänge (nm) 3 Absorptionsspektren der Fotosynthesepigmente 700 Sonnenblatt: SONNEN- & SCHATTENBLATT Chloroplasten Schattenblatt: 00000000⁰000 1. %. V A A A A A Chloroplasten Spaltöffnungen angepasst an: warme, lichtreiche Orte (hohe Beleuchtungsstärken) Dicke: Dick, da dickes Palisaden- und Schwammgewebe aufgrund der hohen Anzahl an Palisaden- und Schwammgewebe kleiner ist Position am Baum: Unterhalb der Baumkrone Kompensationspunkt: Früher erreicht, da weniger Licht Kutikula XXX Spaltöffnungen › Schwammgewel Chloroplasten (Palisadengewebe zwei-mehrschichtig) Fläche: klein, da Überhitzungsschutz ->bekommen sehr viel Sonne ab und heizen sich auf Fotosynthesereate: Höher als bei Schattenblatt, da dickeres Palisaden- und Schwammgewebe, hohe Sonneneinstrahlung Position am Baum: Oben in der Baumkrone Kompensationspunkt: Später erreicht Kutikula Palisadengewebe Kutikula Palisadengewebe Kutikula Obere ) Schwammgewebe obere untere untere Epidermis angepasst an: kühle, lichtarme Standorte (geringe Beleuchtungsstärken) Dicke: Dünn, da dünnes Palisaden- und Schwammgewebe Fläche: Groß, um möglichst viel Sonnenlicht einfangen zu können -> keine Überhitzungsprobleme Fotosyntheserate: Geringer als bei Sonnenblatt, da weniger Sonnenlicht zur Verfügung steht und Epidemis Organell: Kutikula: Epidermis: Palisadengewebe: Schwammgewebe: Leitbündel: Spaltöffnungen: AUFBAU EINES BLATTES Funktion: -Auf Zellen der oberen Epidermis angelagerte hydrophobe Wachsschicht -frei von Chloroplasten -Lässt kein Wasser oder Gas durch -Einlagige Zellschicht ohne Chloroplasten -Verdickte Zellwand (lückenlos) -Schützt vor Verdunstung und physische Verletzungen -untere Epidermis enthält Spaltöffnungen -Hauptort der Fotosynthese (enthält ca 80% der Chloroplasten) -dicht gedrängt (nur feine Spalten) -groß und senkrecht zur Blattoberseite -wenige Chloroplasten -lockere Gewebeschicht, unter dem Palisadengewebe -Hohlröume zwischen den Zellen -Große Oberfläche ermöglicht Sauerstoffaustausch -Transport von Wasser -Transport von gelösten Nährstoffen -Fotosyntheseprodukte gelangen über Leitbündel in Spross und Wurzel -Schließung / Öffnung abhängig von der Trockenheit und Lichtintensität -Verbindung Außenluft und Blattinneres Lichtkompensationspunkt. -Ausgleich (Gleichgewicht) zwischen Kohlenstoffdioxid welches aufgenommen wurde und dem Kohlenstoffdioxid, welches wieder abgegeben wurde. -gibt an, wie viel Licht für Fotosynthese nutzbar ist -beim Schattenblatt niedriger als beim Sonnenblatt Organell: Doppelmembran: Matrix/Stroma: Thylakoid DNA Ribosome go codgo 00 CHLOROPLASTENAUFBAU Lipidtropfen und Stärkekorn: Funktion: -äußere Membran -innere Membran Granum Stromathylakoid -Stroma (Matrix, Innenraum) -Grundsubstanz in Chloroplasten -Auf- und Abbau von Substanzen -Transport von Molekülen in der Zelle -Ort der lichtunabhängigen Reaktion -Stärkekorn Ribosomen -ringförmige DNA -Enthält Erbinformationen für Eiweißstoffe - Lipidtropfen -Thylakoid -Äußere Membran, Intermembranraum, innere Membran (Abgrenzung vom Cytoplasma -Schutz -Ort der Lichtreaktion -Stapelung von Thylakoide = Granum -Granum steht über Fortsätze in Verbindung -Notwendig für Bildung von Proteinen -Stroffwechselprozesse führen zu Fett- und Stärkerbildung (Ablagerung)
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