Die 3 Stadien der Photosynthese und ihre Eigenschaften
Die Stadien der Photosynthese lassen sich nach der Menge des Sonnenlichts einteilen, das die Pflanze empfängt. Die Photosynthese ist der Prozess, mit dem sich Pflanzen und Algen ernähren. Dieser Prozess besteht in der Umwandlung von Licht in Energie, die zum Überleben notwendig ist.
Im Gegensatz zu Menschen, die externe Wirkstoffe wie Tiere oder Gemüse zum Überleben benötigen, können Pflanzen durch Photosynthese ihre eigene Nahrung herstellen.
Das Wort Photosynthese besteht aus zwei Wörtern: Foto und Synthese. Foto bedeutet Licht und Synthesemischung. Daher besteht dieser Prozess buchstäblich darin, Licht in Lebensmittel umzuwandeln. Organismen, die Substanzen zur Erzeugung von Nahrungsmitteln synthetisieren können, sowie Pflanzen, Algen und einige Bakterien werden als Autotrophen bezeichnet.
Die Photosynthese erfordert Licht, Kohlendioxid und Wasser. Das Kohlendioxid in der Luft gelangt dank der darin enthaltenen Poren in die Blätter der Pflanze. Andererseits wird das Wasser von den Wurzeln absorbiert und gelangt zu den Blättern. Das Licht wird von den Pigmenten in den Blättern absorbiert.
Während dieser Phasen gelangen die Elemente der Photosynthese, Wasser und Kohlendioxid, in die Pflanze, und die Produkte der Photosynthese, Sauerstoff und Zucker, verlassen die Pflanze.
Phasen / Stadien der Photosynthese
Erstens wird die Energie des Lichts von den im Chlorophyll enthaltenen Proteinen absorbiert. Chlorophyll ist ein Pigment, das im Gewebe von Grünpflanzen vorkommt. Normalerweise findet die Photosynthese in den Blättern statt, insbesondere im Gewebe, das als Mesophyll bezeichnet wird.
Jede Zelle des Mesophyllgewebes enthält Organismen, die als Chloroplasten bezeichnet werden. Diese Organismen sind für die Photosynthese ausgelegt. In jedem Chloroplasten sind Strukturen gruppiert, die als Thylakoide bezeichnet werden und Chlorophyll enthalten.
Dieses Pigment absorbiert Licht und ist daher hauptsächlich für die erste Wechselwirkung zwischen der Pflanze und dem Licht verantwortlich
In den Blättern befinden sich kleine Poren, die Stomata genannt werden. Sie sind dafür verantwortlich, dass sich Kohlendioxid im mesophilen Gewebe ausbreitet und dass Sauerstoff in die Atmosphäre entweicht. Die Photosynthese erfolgt also in zwei Phasen: der hellen und der dunklen Phase.
Leuchtphase
Diese Reaktionen treten nur bei vorhandenem Licht auf und treten in der Thylakoidmembran der Chloroplasten auf. In dieser Phase wird die vom Sonnenlicht stammende Energie in chemische Energie umgewandelt. Diese Energie wird als Benzin verwendet, um die Glucosemoleküle zusammenzubauen.
Die Umwandlung in chemische Energie erfolgt über zwei chemische Verbindungen: ATP oder Energiesparmolekül und NADPH, das reduzierte Elektronen transportiert. Während dieses Prozesses werden die Wassermoleküle zu dem Sauerstoff, den wir in der Umwelt finden.
Sonnenenergie wird in einem Proteinkomplex namens Photosystem in chemische Energie umgewandelt. Es gibt zwei Photosysteme, die sich beide im Chloroplasten befinden. Jedes Photosystem hat mehrere Proteine, die eine Mischung aus Molekülen und Pigmenten wie Chlorophyll und Carotinoiden enthalten, so dass die Absorption von Sonnenlicht möglich ist.
Die Pigmente der Photosysteme wiederum fungieren als Vehikel, um Energie zu kanalisieren, da sie diese zu den Reaktionszentren befördern. Wenn Licht ein Pigment anzieht, überträgt es Energie auf ein Pigment in der Nähe. Dieses Pigment in der Nähe kann diese Energie auch auf ein anderes Pigment in der Nähe übertragen, sodass der Vorgang nacheinander wiederholt wird.
Diese Lichtphasen beginnen im Photosystem II. Hier wird die Lichtenergie genutzt, um das Wasser zu teilen.
Dabei werden Elektronen, Wasserstoff und Sauerstoff freigesetzt und mit Energie geladene Elektronen zum Photosystem I transportiert, wo ATP freigesetzt wird. Bei der sauerstoffhaltigen Photosynthese ist das erste Donorelektron Wasser, und der erzeugte Sauerstoff wird verschwendet. Bei der anoxigenen Photosynthese werden mehrere Donorelektronen verwendet.
In der Lichtphase wird Lichtenergie eingefangen und in den chemischen Molekülen von ATP und NADPH zwischengespeichert. ATP wird abgebaut, um Energie freizusetzen, und NADPH wird seine Elektronen abgeben, um Kohlendioxidmoleküle in Zucker umzuwandeln.
Dunkle Phase
In der dunklen Phase wird das Kohlendioxid in der Atmosphäre eingefangen, um modifiziert zu werden, wenn der Wasserstoff zur Reaktion hinzugefügt wird.
Somit bildet diese Mischung Kohlenhydrate, die von der Pflanze als Nahrung verwendet werden. Es wird die dunkle Phase genannt, weil Licht nicht direkt notwendig ist, damit es stattfindet. Obwohl für diese Reaktionen kein Licht erforderlich ist, werden für diesen Prozess ATP und NADPH benötigt, die in der Lichtphase erzeugt werden.
Diese Phase tritt im Stroma der Chloroplasten auf. Kohlendioxid gelangt durch das Stroma des Chloroplasten in das Innere der Blätter. Kohlenstoffatome werden zum Aufbau von Zuckern verwendet. Dieser Prozess wird dank des ATP und NADPH durchgeführt, die in der vorherigen Reaktion gebildet wurden.
Reaktionen der dunklen Phase
Zunächst wird ein Molekül Kohlendioxid mit einem Kohlenstoffrezeptormolekül namens RuBP kombiniert, was zu einer instabilen 6-Kohlenstoff-Verbindung führt.
Sofort wird diese Verbindung in zwei Kohlenstoffmoleküle aufgeteilt, die Energie von ATP erhalten und zwei Moleküle namens BPGA produzieren.
Dann wird ein NADPH-Elektron mit jedem der BPGA-Moleküle kombiniert, um zwei G3P-Moleküle zu bilden.
Diese G3P-Moleküle werden zur Erzeugung von Glucose verwendet. Einige G3P-Moleküle werden auch verwendet, um RuBP aufzufüllen und wiederherzustellen, das für den weiteren Zyklus erforderlich ist.
Bedeutung der Photosynthese
Die Photosynthese ist wichtig, weil sie Nahrung für Pflanzen und Sauerstoff produziert. Ohne Photosynthese wäre es nicht möglich, viele Früchte und Gemüse zu sich zu nehmen, die für die Ernährung des Menschen notwendig sind. Ebenso könnten viele Tiere, die Menschen konsumieren, nicht überleben, ohne sich von Pflanzen zu ernähren.
Andererseits ist der von Pflanzen produzierte Sauerstoff notwendig, damit alles Leben auf der Erde, einschließlich des Menschen, überleben kann. Die Photosynthese ist auch für die Aufrechterhaltung eines stabilen Sauerstoff- und Kohlendioxidgehalts in der Atmosphäre verantwortlich. Ohne Photosynthese wäre Leben auf der Erde nicht möglich.
