Wie betreiben Pflanzen die Photosynthese und in welche Phasen wird dieser Prozess unterteilt?

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Wie betreiben Pflanzen die Photosynthese und in welche Phasen wird dieser Prozess unterteilt
Wie betreiben Pflanzen die Photosynthese und in welche Phasen wird dieser Prozess unterteilt

 

Was ist die Photosynthese? Wo findet dieser physiologischer Prozess bei Pflanzen statt und wie läuft er ab? Sie haben sich diese Fragen bestimmt mehr als einmal gestellt und haben heute noch keine klare Antwort darauf. In diesem Artikel möchten wir alle möglichen Fragen auf einfache Weise beantworten, damit jeder diesen Stoffwechselprozess in Pflanzen verstehen kann, auch wenn man nie Chemie studiert hat.

 

 

⚠️ Definition und Bedeutung von Photosynthese

 

Das Wort Photosynthese stammt aus dem Griechischen und besteht aus zwei Begriffen, photos, auf Deutsch „Licht“, und synthesis, das heißt, „Zusammensetzung“ oder „eine Summe der Bestandteile, aus der ein Ganzes entsteht“. Man könnte also schlicht sagen, dass Pflanzen unter anderem Licht nutzen, um daraus etwas Neues zusammenzusetzen.

 

 

👾 Was ist Photosynthese?

 

Kurz gesagt ist die Photosynthese der Stoffwechselprozess, durch den Pflanzen mithilfe von Licht Nährstoffe synthetisieren können. Dabei werden aus energiearmen anorganischen Stoffen mithilfe der Lichtenergie energiereiche organische Stoffe und auch Sauerstoff erzeugt.

Auf diese Weise können Pflanzen und andere Organismen ihre Baustoffe aus anorganischen Stoffen aufbauen, was Autotrophie oder „Selbsternährung“ genannt wird. Dieser Prozess wird hauptsächlich in zwei Phasen unterteilt: die lichtabhängige und die lichtunabhängige Phase.

 

 

🧐 Phasen der Photosynthese

 

Die biochemischen Reaktionen bei Pflanzen während der Photosynthese können unterschiedlich sein, je nachdem wie viel Licht diese abbekommen. Es gibt zum Beispiel diesbezüglich Unterschiede zwischen autoflowering und photoperiodischen Cannabispflanzen.

 

Lichtabhängige Phase

Während der lichtabhängigen Phase der Photosynthese gelangt das Licht zu den Chloroplasten in den Blättern der Pflanzen, wo das Chlorophyll und die Carotinoide durch die Spaltung von Wassermolekülen die Lichtenergie in chemische Energie umwandeln.Auf diese Weise wird Sauerstoff erzeugt, der in die Atmosphäre freigesetzt wird, sowie Wasserstoff, der sich schließlich in ATP (Adenosintriphosphat) umwandeln wird. Dieses Molekül wird als Energieträger angesammelt und in der zweiten Phase, der lichtunabhängigen Phase, von der Pflanze genutzt.

 

Lichtunabhängige Phase

Die lichtunabhängige Phase, die zweite Phase, wird so genannt, weil die Pflanzen kein Licht benötigen, um die Photosynthese weiter zu betreiben, was nicht unbedingt nachts sein muss. Während dieser Phase verbraucht die Pflanze das CO2 und die Energie in Form von ATP, die sich während der ersten Phase angesammelt haben.

Dies ist ein grundlegender Prozess zur Bildung von Glucose, da ein Teil des CO2 zum Aufbau von Kohlenhydraten verwendet wird, wodurch auch Saccharose und Stärke gebildet werden

 

 

🎯 Welche Bedeutung hat die Photosynthese?

 

Die Photosynthese ist der bedeutendste biochemische Prozess auf unserem Planeten. Erstens können sich Pflanzen dadurch selbst ernähren, da sie aus anorganischen Stoffen energiereiche Biomolekülen erzeugen. Für uns Menschen und Tiere ist die Photosynthese lebensnotwendig, da die Pflanzen damit Sauerstoff in die Umwelt abgeben, und da sie dafür Kohlendioxid aufnehmen, reinigen sie ebenfalls die Atmosphäre.

Man könnte sagen, dass dank der von Pflanzen, Algen und anderen Organismen betriebenen oxygener Photosynthese das Gleichgewicht von Gasen und Nährstoffen auf unserem Planeten aufrechterhalten wird. Daher ist dies einer der wichtigsten biochemischen Vorgänge, die in der Natur stattfinden.

 

 

🔥 Photosynthese Formel

 

6 CO2 + 6H2O > C6H12O6 + 6 O2

 

Dies ist die chemische Gleichung des Vorgangs, die gleichzeitig einfach und komplex ist. Wenn man keine Chemiekenntnisse hat, kann es auf den ersten Blick kompliziert erscheinen. Versteht man jedoch, wofür jeder Anteil der Gleichung steht, ist es gar nicht so schwer:

 

chemische Gleichung
chemische Gleichung

 

Mithilfe des von Chlorophyll und anderen Stoffen in den Blättern der Pflanzen aufgenommene Licht werden Kohlendioxid und Wasser in Glucose umgewandelt, die als Nahrung dient, und Sauerstoff wird in die Atmosphäre freigesetzt.

 

 

✅ Wo findet die Photosynthese statt?

 

Die Photosynthese läuft in allen Zellen ab, die Chloroplasten mit Chlorophyll besitzen. Chloroplasten sind grüne polymorphe Strukturen, die sich in den Blättern von Pflanzen befinden. Die erste Phase findet in der Thylakoidmembran und die zweite Phase im Stroma statt; beide Bereiche befinden sich innerhalb der Chloroplasten.

 

 

🚀 Unterschied zwischen Photosynthese und Zellatmung

 

Dies sind zwei verschiedene Stoffwechselvorgänge, obwohl man sagen könnte, dass die Zellatmung Teil einer der Phasen der Photosynthese ist. Bei diesem Vorgang wird die Lichtenergie verwendet, um Kohlendioxid und Wasser in Kohlenhydrate wie Zucker umzuwandeln, wobei Sauerstoff erzeugt wird.

Bei der Zellatmung werden Sauerstoff und Kohlenhydrate zur Bildung von Energie bzw. ATP  (Adenosintriphosphat) genutzt. Während dieser Phase wird die von ATP abgegebene Energie zum Stoffwechsel verwendet, wobei Kohlendioxid die Zelle verlässt und anschließend abgebaut wird.

 

 

📖 Gibt es andere Arten der Photosynthese?

 

Es gibt viele verschiedene Arten von Lebewesen, die diesen biochemischen Prozess auf die eine oder andere Weise betreiben, nicht nur Pflanzen, Algen und Bakterien, sondern auch Tiere. Natürlich durchführen ihn nicht alle Organismen auf die gleiche Weise, aber man unterscheidet schon zwischen oxygener und anoxygener Photosynthese.

 

Oxygene Photosynthese

Die oxygene Photosynthese wird von Pflanzen, natürlich auch Cannabispflanzen, Algen und sogar Cyanobakterien betrieben. Wie der Name schon sagt, wird dabei Sauerstoff erzeugt, nachdem Kohlenhydrate aus Kohlendioxid und Wasser aufgebaut werden.

 

Anoxygene Photosynthese

Diese wird nur von manchen Bakterien betrieben und statt Sauerstoff entstehen andere anorganische Stoffe wie Schwefel. Anstelle von Wasser verwenden diese Bakterien Schwefelwasserstoff oder andere anorganische Moleküle als Elektrodonatoren.

 

Infografik über die biochemischen Reaktionen bei Pflanzen während der lichtabhängigen und der lichtunabhängigen Phase der Photosynthese*
Infografik über die biochemischen Reaktionen bei Pflanzen während der lichtabhängigen und der lichtunabhängigen Phase der Photosynthese*

 

 

✨ Welche Elemente benötigen Pflanzen, um die Photosynthese durchzuführen?

 

Damit die Photosynthese möglich ist, sind mehrere wesentliche Elemente in bestimmten Anteilen nötig: Licht, Wasser, Kohlendioxid und Chlorophyll. Um eine größere Menge an CO₂ aufzunehmen, sind daher mehr Licht und Wasser erforderlich. Auch die Temperatur und die Gesundheit der Pflanzen beeinflusst diesen Prozess.

 

Wie wirkt sich die CO₂-Konzentration auf die Photosynthese aus?

In der Regel gilt: Je höher die CO₂-Konzentration ist, desto optimaler wird die Photosynthese durchgeführt. Wie bereits erwähnt, sind dazu aber auch mehr Licht und Wasser nötig, da sonst das überschüssige Kohlendioxid nicht verwendet werden kann.

In der Umwelt gibt es normalerweise eine Konzentration zwischen 300 und 400 ppm (parts per million) CO₂, aber Cannabispflanzen können problemlos 1500 ppm oder sogar noch mehr aufnehmen. In diesem Fall können sie auch viel mehr Licht und Nahrung assimilieren und daher ertragreicher sein.

 

 

⛳ Interessante Fakten über die Photosynthese

 

Dieser magische biochemische Prozess begann nicht in Pflanzen, sondern viel früher. Es wird angenommen, dass es ihn schon im Präkambrium gab, das heißt, vor mehr als 3800 Millionen Jahren, als Pflanzen und Tiere auf diesem Planeten noch nicht existierten.

Cyanobakterien waren die ersten Lebewesen, die mithilfe der Lichtenergie Nahrung synthetisieren konnten. Viele Jahre später begannen diese Organismen in Symbiose mit primären Pflanzen wie Moos und Farnen zu leben, und nach und nach entstanden neue Pflanzenarten.

Das Zusammenleben von artverschiedenen Organismen hat sich im Laufe der Zeit weiterentwickelt und es werden heute noch neue Formen der Symbiose zwischen Cyanobakterien und verschiedenen Arten von Pflanzen, Tieren und sogar Pilzen entdeckt.

 

 

⭐ Zum Abschluss

 

Die Photosynthese ist einer der bedeutendsten physiologischen Prozesse auf unserem Planeten und vermutlich der Grund, weshalb aus Wasser Leben entstanden ist. Da Sie nun wissen, wie diese abläuft und welche Bedeutung sie hat, sorgen Sie dafür, dass Ihre Pflanzen immer grün bleiben, da das Chlorophyll als natürlicher lichtabsorbierender Farbstoff dafür absolut unerlässlich ist.

 

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Fran Quesada Moya
Fran Quesada Moya
Pevgrow's editor, activist and freak of cannabis in all its fields, especially breeding and development of new varieties.
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