Bio Photosynthese!?
Hallo, ich hab eine Frage was für eine Bedeutung hat Licht bzw. die Sonne für eine Bedeutung für Pflanzen? Betreibt die Pflanze Absorption oder Reflektion? Also was ist nötig für die Pflanze und warum?
Danke im voraus für die Antworten.
1 Antwort
Hi,
Absorption.
Dazu kann man sich mal ein Diagramm anschauen, welches die Absorption der Photosynthesepigmente zeigt und wo die Photosyntheserate drübergelegt ist:
Bild: gemeinfrei
Man sieht, dass die Absorptionsleistung der Blattpigmente (Chlorophyll a, b) mit der Photosyntheserate gekoppelt ist. Es gibt nämlich einen Bereich des Lichtspektrums, in dem die Pigmente nicht gut absorbieren, das nennt man die "Grünlücke". Auch wenn angrenzende Wellenlängen ebenfalls betroffen sind, zwischen ca. 480 - 550 nm, im Bereich grünen Lichts, sind die Absorptionseigenschaften der Chlorophylle schlecht. In diesem Bereich kommt es auch zu einem Einbruch der Photsyntheseleistung (rote Linie). Auch wenn es etwas durch spezielle andere Pigmente aufgefangen wird, die diese Lücke zum Teil schließen (Beta-Carotin). Man sieht, dass die Chlorophylle diese Lücke flankieren und die Carotinoide etwas dort hinein absorbieren, so dass die Photosynthese auch diese Wellenlängen noch nutzen kann. Deswegen erscheinen uns chlorophyllhaltige Pflanzen grün, weil sie den nicht nutzbaren Grünanteil zurückwerfen oder reflektieren.
Für die Photosynthese ist die Absorption wichtig, weil sie die Schnittstelle mit der Sonne ist, mit der es gelingt, Lichtenergie in chemische Energie zu wandeln. Die Reaktionszentren der Photosynthese werden durch Lichtabsorption angeregt. LG
Hat aber eher was mit physik zu tun.
1 Frage/Aufgabe: Nenne die beiden Größen die den Energiegehalt des Lichtes bestimmen und erläutere den Zusammenhang zwischen ihnen.
2 Frage/Aufgabe: Erläutere auf welchen Arten Lichtenergie wirken kann, nachdem sie absorbiert wurde.
ich mach kein Physik, aber wir können das überlegen.
1 die Energie E eines Photons und die Zahl der Photonen.
die Energie eines Photons ist E = h • v
h = Plancksches Wirkungsquantum, v = Frequenz
Eine Größe ist also die Frequenz v, h ist eine Konstante.
Die Frequenz ist v = c • 𝝀
c = Lichtgeschwindigkeit, 𝝀 = Wellenlänge
Eine der gesuchten Größen ist also die Wellenlänge 𝝀 des Lichts, c ist eine Konstante.
Jetzt beziehen wir die Energie auf 1 mol Photonen:
1 mol ist nach der Avogadrozahl N = 6,02 • 10^23 Photonen /mol
Die Lichtenergie einer Frequenz ist also das Vielfache der Energie der kleinsten Einheit des Lichts, eines Lichtquants oder Photons mal die Zahl der Photonen, bezogen auf ein Mol Photonen:
E = N • h • c • 𝝀 in Joule / mol
die zweite Größe wäre demnach die Zahl der Photonen.
2 Absorption bedeutet Übergang in einen elektronisch angeregten Zustand. Dieser Zustand ist nur von kurzer Lebensdauer, es erfolgt eine Rückkehr in den Grundzustand, unter Abgabe von Anregungsenergie.
Diese Abgabe von Energie kann als Emission von Strahlung stattfinden, dann spricht man von
- Fluoreszenz oder von
- Phosphoreszenz
weitere Möglichkeiten sind
- Abgabe von Wärme
oder
- strahlungsloser Energietransfer
- Elektronentransfer auf einen Akzeptor
die letzten beiden spielen bei der Photosynthese eine Rolle, einmal die Energieübertragung nach Anregung zwischen benachbarten Chlorophyllmolekülen und letztlich die Abgabe eines Elektrons an einen Akzeptor durch Chlorophyll im Reaktionszentrum. LG
Vielen dank, für die ausführliche Antwort. Könnte ich Ihnen noch eine Frage stellen?