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Eine Pflanze kann aus anorganischen Nährstoffen organische Verbindungen herstellen. Diesen Vorgang nennt man die Assimilation des Kohlenstoffs (Kohlenstoff ist in allen Organischen Wesen enthalten).
Die Pflanze nimmt den Kohlenstoff aus dem CO2 der Luft auf und baut:
Zucker
Stärke
Zellulose
6mol CO2 + 6mol H2O + 2872kJ --> 1mol C6H12O6 +6mol O2
Traubenzucker Sauerstoff entweicht
n (C6H12O6 - H2O ) --> n (C6H10O5 )
Stärke
Die Photosynthese:
Voraussetzungen für Photosynthese: ., Glorophyl muss vorhanden sein
., es muss Licht vorhanden sein
Die Photosynthese der grünen Pflanze bewirkt den Aufbau organischer Substanz in Form von Kohlenhydraten, ausgehend von CO2 und H2O unter Beteiligung des Chlorophyls bei Ein-wirkung von Lichtenergie, wobei Sauerstoff abgegeben wird.
In den Chlorophylen ist NADP (Nikotinadenindinucleotid-Phosphat ) enthalten. Dieses NADP bindet sich mit dem H+ Ion, welches bei der Photolyse frei wird:
H2O H+ + OH-
Das OH- Ion verbindet sich mit einem zweiten: 2OH ---> H2O + O
Dieser Sauerstoff ist für die Pflanze ein Nebenprodukt.
Für uns ist er lebensnotwen- dig.
Die Photosynthese wird in Licht- und Dunkelreaktion aufgeteilt:
1. Schritt: Umwandlung der Lichtenergie in chem. Energie
--> Bildung von Energieüberträgern
--> Licht wird in Form von Strahlung in elektromagnetischen Wellen ausgesendet. (diese lassen sich als Lichtquanten erfassen )
2.Schritt: wenn Quanten auf Chlorophyl auftreffen werden Elektronen angeregt
ADP + P --> ATP (energiereicher in jedem Organismus)
--> zerlegt Wasser (unser Sauerstoff stammt vom zerlegten Wasser
Die CO2 Fixierung und Umwandlung in ein Kohlenhydrat:
Pflanze nimmt CO2 auf --> C wird an eine organische Verbindung (Zucker ) mit 5C gebunden
--> Traubenzucker mit 6C entsteht
Dieser Vorgang spielt sich in der Nacht ab, daher wird er Dunkelreaktion genannt. Außerdem wird für die Reaktion auch Sauerstoff benötigt.
--> Sauerstoff entsteht aus der bewegung des Wassers.
--> Der Zucker bzw. die Stärke entsteht aus dem CO2.
Zusammenfassung der Photosynthese:
Grundvorgang: Absorption (Aufnahme ) des Lichtes
Umwandlung von Lichtenergie in Chemische Energie
Weiters: Licht regt Chlorophyl an; ATP und NADP werden wirksam
H wird vom Wasserstoff abgespalten (--> Sauerstoff stammt aus dem Wasser)
Zucker stammt aus dem CO2
Abweichende Wege der Bildung oraganischer Substanz:
Bei der Photosynthese werden aus dem Wasser Elektronen und Wasserstoff gewonnen. Hier funktioniert das Wasser als H-Donator (Wasserstoffüberträger).
Das gelingt aber nur bei grünen Pflanzen und Blaualgen. Bakterien haben andere Wege gefunden:
Phototerotrophe Bakterien:
schwefelfreie Purpur Bakterien:
Bakterien besitzen kein Chlorophyl; haben aber zur Energiegewinnung ein \"Bakterien Chlorophyl\" --> nutzen langwellige Infrarotstrahlen aus, können aber kein Wasser zerlegen --> verwenden stattdessen Alkohol als H-Donator
grüne & rote Schwefelbakterien:
können Schwefelwasserstoff zerlegen --> gewinnen H aus verwesten Tieren (in denen Schwefelwasserstoff vorkommt) --> Schwefelwasserstoff = H-Donator
Sie kommen an Neubildungszonen von Ozeanböden vor.
Chemoautotrophe Bakterien:
Oxydation mit Sauerstoff
Knallgasbakterien:
stellen auf chemischen Wegen die notwendige Energie her
Ammoniakzerlegende Bakterien:
Nitratbakterien:
zerlegen Nitrit weiter zu Nitrat; sie kommen im Boden vor und stellen wichtige Nährstoffe (Salze) für viele Pflanzen her.
Eisenbakterien:
Reduktion (Elektronen werden entzogen)
--> auch Energiegewinnung
Methanbakterien:
Lagern Wasserstoff und CO2 an --> CH4 (Methan) entsteht
auch hier Energiegewinnung
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