Was ist Lichtabsorption?
Lebe Biologinnen und Biologen,
guten Tag! Ich brauche dringend eure Hilfe beim Thema Fotosynthese, das ich leider nicht besonders gut verstehe, aber sehr gerne gründlich lernen möchte – vor allem die Themen Lichtabsorption sowie Primär- und Sekundärreaktion.
Wir haben dieses Thema im Unterricht mit meiner Lehrerin kaum behandelt, und bei meiner eigenen Suche im Internet bin ich fast nur auf kostenpflichtige Quellen gestoßen. Ich wäre euch von Herzen dankbar für jede Unterstützung!
1 Antwort
Hallo,
Licht besteht aus kleinsten messbaren Einheiten, den Lichtquanten oder Photonen. Die können ihre Energie auf chemische Verbindungen übertragen, wenn diese für die Wellenlänge des Lichts empfänglich sind. Die Übertragung und Aufnahme von Photonenenergie auf Moleküle nennt man Absorption.
Pflanzen nutzen diese Möglichkeit, um Energie von der Sonne aufzunehmen. Indem Photonenenergie der Lichtstrahlung bestimmter Wellenlänge durch Absorption auf den grünen Blattfarbstoff Chlorophyll übertragen wird, was das Chlorophyll anregt.
Im angeregten Zustand ist Chlorophyll in der Lage, ein Elektron an einen Elektronenakzeptor abzugeben. Dieses wird über eine Art Fließband (Elektronentransportkette) auf andere Moleküle übertragen u.s.w. bis es am Ende der Elektronentransportkette auf Nicotinamidadenindinukleotidphosphat (NADP) übertragen wird. Welches dann später in der Dunkelreaktion oder Sekundärreaktion als Reduktionsmittel dient.
Ein anderes Produkt der Lichtreaktion oder Primärreaktion ist ATP, ein energiereicher Stoff, "energetisches Wechselgeld" der Zelle. Auch die Synthese von ATP wird mit Hilfe der gleichen Elektronentransportkette unterstützt, die von der Lichtabsorption angetrieben wird.
Die Elektronenlücke des Chlorophylls wird gedeckt, indem Wassermolekülen ihre Elektronen entrissen werden und dem Chlorophyll zugeführt werden. Durch die Spaltung des Wassers wird Sauerstoff (O2) freigesetzt, der an die Atmosphäre entweicht. Die Photosynthese ist daher mit der Produktion von Sauerstoff verbunden.
Die beiden Produkte der Lichtreaktion, NADPH und ATP können verwendet werden, um aus CO2 aus der Luft ein Kohlenhydrat (Glucose) herzustellen. Somit findet sich die anfangs absorbierte Lichtenergie in Form von organischen Molekülen wieder, deren Erzeugung ohne Lichtenergie nicht möglich gewesen wäre. Denn ohne ein Reduktionsmittel (NADPH) und ohne dem Energieträger ATP, also ohne Licht, könnte man aus CO2 aus der Luft nicht einfach Glucose herstellen.
Das Herstellen der Glucose geschieht in der Dunkelreaktion oder Sekundärreaktion, indem die Produkte der Lichtreaktion eingesetzt werden. Beide Prozesse, Lichtreaktion und Dunkelreaktion sind aufeinander abgestimmt und der zweite vom ersten abhängig. Da er dessen Produkte zur Erzeugung von Zuckermolekülen aus CO2-Molekülen braucht.
Wenn man ein Diagramm betrachtet, das die Absorption der Photosynthesepigmente und die Photosyntheserate zeigt:
Bild: https://quizlet.com/de/416784953/pflanzen-stoffwechsel-photosynthese-teil-1-sav-flash-cards/
Dann sieht man, dass die Absorptionsleistung der Blattpigmente (Chlorophyll a, b) mit der Photosyntheserate gekoppelt ist.
Es gibt einen Bereich des Lichtspektrums, in dem die Pigmente nicht gut absorbieren, im Grünbereich, der sog. "Grünlücke".
Eine hohe Absorption findet sich links davon bei 400 - 480 nm im Blaubereich. Dann sinkt die Absorption im Bereich von ca. 480 - 550 nm stark ab, im Grünbereich, um zwischen 550 und 700 nm (gelb/rot) wieder stark anzusteigen.
In dem Bereich zwischen ca. 480 - 550 nm, im Bereich des grünen Lichts, in dem die Absorptionseigenschaften der Chlorophylle schlecht sind, kommt es auch zu einem Einbruch der Photsyntheseleistung (rote Linie).
Photosyntheseleistung und Absorptionsvermögen hängen miteinander zusammen. Die Photosynthese läuft nur, wenn Absorption auch funktioniert.
Für die Photosynthese ist die Absorption wichtig, weil sie die Schnittstelle mit der Sonne ist, mit der es gelingt, Lichtenergie aufzunehmen und in chemische Energie zu wandeln. Das Produkt dieser Wandlung ist über die Produkte NADPH und ATP, Glucose.
Nimm dein Schulbuch zur Hilfe, sonst z.B.:
