Was sind die Produkte der Photosynthese?

Photosynthese ist die Bezeichnung für eine Reihe chemischer Reaktionen, die von Pflanzen durchgeführt werden, um Sonnenenergie in chemische Energie in Form von Zucker umzuwandeln. Insbesondere nutzen Pflanzen die Energie des Sonnenlichts, um Kohlendioxid und Wasser zu reagieren und Zucker (Glukose) und Sauerstoff zu produzieren. Es treten viele Reaktionen auf, aber die chemische Gesamtreaktion für die Photosynthese ist:

• 6 CO₂ + 6 H₂O + Licht → C₆H₁₂Ö₆ + 6 O₂
• Kohlendioxid + Wasser + Licht ergibt Glucose + Sauerstoff

In einer Pflanze gelangt das Kohlendioxid durch Diffusion über Blattstome. Wasser wird durch die Wurzeln aufgenommen und durch das Xylem zu den Blättern transportiert. Die Sonnenenergie wird von Chlorophyll in den Blättern absorbiert. Die Photosynthesereaktionen finden in den Chloroplasten von Pflanzen statt. Bei photosynthetischen Bakterien findet der Prozess statt, bei dem Chlorophyll oder ein verwandtes Pigment in die Plasmamembran eingebettet ist. Der bei der Photosynthese entstehende Sauerstoff und das Wasser treten durch die Stomata aus.

Die zentralen Thesen

• Bei der Photosynthese wird Energie aus Licht verwendet, um Kohlendioxid und Wasser in Glucose und Sauerstoff umzuwandeln.
• Für 6 Kohlendioxid- und 6 Wassermoleküle werden 1 Glucosemolekül und 6 Sauerstoffmoleküle produziert.

Tatsächlich behalten Pflanzen nur sehr wenig Glukose für den sofortigen Gebrauch vor. Glucosemoleküle werden durch Dehydratisierungssynthese zu Cellulose kombiniert, die als Strukturmaterial verwendet wird. Die Dehydratisierungssynthese wird auch verwendet, um Glucose in Stärke umzuwandeln, die Pflanzen zur Speicherung von Energie verwenden.

Zwischenprodukte der Photosynthese

Die chemische Gesamtgleichung ist eine Zusammenfassung einer Reihe chemischer Reaktionen. Diese Reaktionen treten in zwei Stufen auf. Die Lichtreaktionen erfordern Licht (wie Sie sich vorstellen können), während die Dunkelreaktionen durch Enzyme gesteuert werden. Sie brauchen keine Dunkelheit - sie sind einfach nicht vom Licht abhängig.

Die Lichtreaktionen absorbieren Licht und nutzen die Energie für Pulverelektronenübertragungen. Die meisten photosynthetischen Organismen fangen sichtbares Licht ein, obwohl es einige gibt, die Infrarotlicht verwenden. Produkte dieser Reaktionen sind Adenosintriphosphat (ATP) und reduziertes Nicotinamidadenindinukleotidphosphat (NADPH). In Pflanzenzellen treten die lichtabhängigen Reaktionen in der Chloroplasten-Thylakoidmembran auf. Die Gesamtreaktion für die lichtabhängigen Reaktionen ist:

• 2 H₂O + 2 NADP⁺ + 3 ADP + 3 P_ich + Licht → 2 NADPH + 2 H⁺ + 3 ATP + O₂

Im dunklen Stadium reduzieren ATP und NADPH letztendlich Kohlendioxid und andere Moleküle. Kohlendioxid aus der Luft wird in eine biologisch verwertbare Form, Glucose, "fixiert". In Pflanzen, Algen und Cyanobakterien werden die Dunkelreaktionen als Calvin-Zyklus bezeichnet. Bakterien können verschiedene Reaktionen auslösen, einschließlich eines umgekehrten Krebszyklus. Die Gesamtreaktion für die lichtunabhängige Reaktion einer Pflanze (Calvin-Zyklus) ist:

• 3 CO₂ + 9 ATP + 6 NADPH + 6 H⁺ → C₃H₆Ö₃-Phosphat + 9 ADP + 8 P_ich + 6 NADP⁺ + 3 H₂Ö

Während der Kohlenstofffixierung wird das Drei-Kohlenstoff-Produkt des Calvin-Zyklus in das Kohlenhydrat-Endprodukt umgewandelt.

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Faktoren, die die Photosyntheserate beeinflussen

Wie bei jeder chemischen Reaktion bestimmt die Verfügbarkeit der Reaktanten die Menge der Produkte, die hergestellt werden können. Die Begrenzung der Verfügbarkeit von Kohlendioxid oder Wasser verlangsamt die Produktion von Glucose und Sauerstoff. Die Geschwindigkeit der Reaktionen wird auch von der Temperatur und der Verfügbarkeit von Mineralien beeinflusst, die für die Zwischenreaktionen erforderlich sein können.

Die allgemeine Gesundheit der Pflanze (oder eines anderen photosynthetischen Organismus) spielt ebenfalls eine Rolle. Die Geschwindigkeit der Stoffwechselreaktionen wird zum Teil von der Reife des Organismus und der Frage bestimmt, ob er blüht oder Früchte trägt.

Was ist Nicht ein Produkt der Photosynthese?

Wenn Sie bei einem Test nach der Photosynthese gefragt werden, müssen Sie möglicherweise die Produkte der Reaktion identifizieren. Das ist ziemlich einfach, oder? Eine andere Form der Frage ist zu fragen, was ist nicht ein Produkt der Photosynthese. Leider ist dies keine offene Frage, die Sie leicht mit "Eisen", "Auto" oder "Ihre Mutter" beantworten können. In der Regel handelt es sich hierbei um eine Multiple-Choice-Frage, in der Moleküle aufgelistet sind, die Reaktanten oder Produkte der Photosynthese sind. Die Antwort ist eine beliebige Wahl außer Glukose oder Sauerstoff. Die Frage kann auch formuliert werden, um zu beantworten, was ist nicht ein Produkt der Lichtreaktionen oder der Dunkelreaktionen. Daher ist es eine gute Idee, die Gesamtreaktanten und -produkte für die allgemeine Photosynthesegleichung, die Lichtreaktionen und die Dunkelreaktionen zu kennen.

Quellen

• Bidlack, J. E .; Stern, K. R .; Jansky, S. (2003). Einführende Pflanzenbiologie. New York: McGraw-Hill. ISBN 978-0-07-290941-8.
• Blankenship, R.E. (2014). Molekulare Mechanismen der Photosynthese (2. Aufl.). John Wiley & Söhne. ISBN 978-1-4051-8975-0.
• Reece J. B., et al. (2013). Campbell Biology. Benjamin Cummings. ISBN 978-0-321-77565-8.