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Fotosynthese Kohlensäureassimilation /
die durch Chlorophyll, Enzyme und Cofaktoren vermittelte Umwandlung von Lichtenergie in chemisch gebundene Energie, insbesondere die Synthese energiereicher Kohlenstoffverbindungen aus Kohlenstoffdioxid und Wasser entsprechend der folgenden Bilanzgleichung:
6 CO2 (Kohlendioxid) + 6 H2O (Wasser) + Lichtenergie → C6H12O6 (Glucose) + 6 O2 (Sauerstoff).
Nach der oben dargestellten Gleichung scheint die Photosynthese sehr einfach zu sein, doch verläuft die Energieübertragung mit Hilfe von Enzymen nach einem komplizierten und erst zum Teil bekannten Mechanismus. Die Photosynthese lässt sich in zwei Reaktionsabläufe unterteilen: In der Lichtreaktion nehmen Farbstoffe wie Chlorophyll a und b, Carotinoide, Phycoerythrine und Phycocyanine die Energie der Lichtquanten auf und übertragen sie auf Elektronen (energiereiche Elektronen). Mit deren Hilfe werden die beiden chemischen Energiespeicher Adenosintriphosphat (ATP) sowie das reduzierte Nicotinamid-Adenin-Dinucleotid (NADH + H+) hergestellt. Der Wasserstoff im NADH + H+ wird aus der Spaltung des in den Zellen vorhandenen Wassers gewonnen (Hill-Reaktion). Dabei wird Sauerstoff frei und von der Pflanze ausgeatmet. Die beiden entstandenen energiereichen Verbindungen übertragen in einer sich anschließenden Dunkelreaktion ihre Energie in den Zuckeraufbau. Die dazu benötigten Kohlenstoffatome erhält die Pflanze durch Einatmung von Kohlendioxid. Der so gewonnene Zucker wird in die Speicherform der Stärke (Assimilationsstärke) überführt. In der Dissimilation kann die gewonnene Energie jederzeit zur Erhaltung von Lebensprozessen genutzt werden. Mit den gebildeten Kohlenhydraten deckt die Pflanze ihren eigenen Bedarf an energiereichen Substanzen und den der Tiere direkt (Pflanzenfresser) oder indirekt (über ein Pflanzen fressendes Beutetier); außerdem geht die Energie von Holz, Kohle und Petroleum auf die Photosynthese in früheren Erdepochen zurück.
Dissimilation
Physiologie
der Abbau der durch Assimilation oder Nahrungsaufnahme gewonnenen Energiespeicher (z. B. Kohlenhydrate, Fette, Eiweiß) über den sekundären Stoffwechsel von Tieren und Pflanzen. Dabei wird die gesamte Energie durch die Überführung in Kurzenergiespeicher (ATP) oder als Wärme wieder nutzbar. Ist der Abbau mit Sauerstoffaufnahme verbunden, spricht man von aerober Dissimilation oder Atmung. Als Endprodukte erscheinen neben dem Energiegewinn Wasser und Kohlendioxid.
Assimilation
Biologie
die Aufnahme körperfremder Stoffe durch den Organismus und die Überführung in körpereigene durch den Stoffwechsel bei Mensch, Tieren, Pilzen und den meisten Bakterien oder durch Photosynthese bei Pflanzen und einigen Bakterien, durch Chemosynthese bei einigen Bakterien oder Stickstoffassimilation bei Pflanzen.
Plastiden
[griechisch]
pflanzliche Zellorganellen, die nur den Bakterien, Pilzen und Blaualgen fehlen. Sie bestehen aus lipoidreichen Reaktionsräumen, die von einer Doppelmembran umhüllt sind. Plastiden sind oft durch fettlösliche Farbstoffe auffällig gefärbt und werden dann als Chromatophoren bezeichnet. Sie vermehren sich durch Zweiteilung, dienen dem Zellstoffwechsel und treten in mehreren Formen auf, die weit gehend ineinander überführbar sind:
1. die Proplastiden, in allen jungen Organen zu finden, erscheinen fast leer, von ihnen aus entwickeln sich aber fast alle anderen Plastidenarten.
2. die Chloroplasten. enthalten große Mengen an Chlorophyll und an gelben Farbstoffen (Carotinoiden). In ihnen findet die Photosynthese statt.
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