Fotosynthese

Pflanzen, aber auch Algen und manche Einzeller, betreiben Fotosynthese. Bei diesem Prozess bauen sie mit Hilfe von Lichtenergie aus Kohlenstoffdioxid (aus der Luft) und Wasser (aus dem Boden) energiereiche organische Verbindungen auf. Diese dienen uns als Lebensgrundlage!

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Wie ernähren sich Pflanzen?

Alle Lebewesen benötigen Nährstoffe und Energie, um den Stoffwechsel aufrechtzuerhalten und körpereigene Stoffe aufzubauen.

Um zu wachsen und gesund zu bleiben, benötigen alle Lebewesen Nährstoffe und Energie.

Menschen, Tiere, Pilze und die meisten Einzeller gewinnen Nährstoffe und Energie durch die Aufnahme von Nahrung.

Lebewesen wie Tiere und Pilze, die sich von organischem Material (also von anderen Lebewesen) ernähren, werden als heterotroph bezeichnet. Sie gewinnen aus diesen Substanzen Energie und bauen daraus körpereigene Stoffe (z. B. Eiweiße) auf.

Pflanzen, Algen und manche Einzeller sind in der Lage, die benötigten Baustoffe aus anorganischen Verbindungen herzustellen. Die für diesen Prozess benötigte Energie liefert bei der Fotosynthese das Sonnenlicht.

Autotrophe Lebewesen bauen Traubenzucker (Glukose), der ihnen als Baustoff und Energielieferant dient, aus anorganischen Verbindungen (Kohlenstoffdioxid und Wasser) auf.

Was haben Lebewesen, die Fotosynthese betreiben, gemeinsam?

Für die Fotosynthese wird Chlorophyll (Blattgrün) benötigt. Dieses befindet sich bei Pflanzen und Algen in den Chloroplasten. Man erkennt daher an der grünen Farbe von Lebewesen, dass sie Fotosynthese betreiben können. Aber Achtung, nicht jedes grüne Lebewesen ist in der Lage, Fotosynthese zu betreiben – ist ein Tier grün, sind andere Farbstoffe für die Farbe verantwortlich.

Das Chlorophyll befindet sich bei Pflanzen (hier: ein Laubmoos) und Algen in den Chloroplasten.
Einzeller wie Cyanobakterien betreiben auch Fotosynthese.

Ablauf der Fotosynthese

Bestimmt gelingt es dir, die unterschiedlichen Begriffe in der Grafik so zuzuordnen, dass damit eine korrekte Übersicht zum Ablauf der Fotosynthese entsteht!

Lichtenergie
es wird Sauerstoff
freigesetzt
in den Chloroplasten bildet
sich Traubenzucker
Wasser wird über die
Wurzeln aufgenommen
Kohlenstoffdioxid wird über die
Spaltöffnungen aufgenommen
Traubenzucker
Sauerstoff
Kohlenstoffdioxid
Lichtenergie
Wasser

In Pflanzen sind die Laubblätter der Hauptort der Fotosynthese, aber auch in anderen grünen Bestandteilen, zum Beispiel in der Sprossachse, findet sie statt.

Bei der Fotosynthese wird aus Kohlenstoffdioxid und Wasser mit Hilfe von Lichtenergie Traubenzucker gebildet. Es entsteht auch Sauerstoff, der über die Spaltöffnungen abgegeben wird.

Durch welche Experimente und Überlegungen konnte der Ablauf der Fotosynthese aufgeklärt werden? Finde es hier heraus!

Lass die Pflanze wachsen! Du kannst auch beobachten, wie bei der Fotosynthese Traubenzucker und Sauerstoff entstehen.

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Fotosynthese

Lass die Pflanze wachsen! Du kannst auch beobachten, wie bei der Fotosynthese Traubenzucker und Sauerstoff entstehen.

Verschiedene Faktoren haben einen Einfluss darauf, wie gut Pflanzen Fotosynthese betreiben können. Dieses Wissen nutzt man beispielsweise beim Anbau von Pflanzen, um den Ernteertrag zu verbessern.

Sammelt gemeinsam Faktoren, die die Fotosyntheseleistung beeinflussen! Formuliert Tipps, wie man dieses Wissen im Pflanzenbau nutzen kann!

Info für Lehrende
In Gewächshäusern werden Einflüsse von außen optimiert, um die Fotosyntheseleistung zu verbessern.

Bedeutung der Fotosynthese

Welche Rolle spielt die Fotosynthese in unserem Leben? Erstelle dazu eine Übersicht über die Bedeutung der Fotosynthese für unser Leben und die Umwelt!

Info für Lehrende

Pflanzen als Nahrungsgrundlage

Bei der Fotosynthese entsteht Traubenzucker, Pflanzen bestehen aber nicht nur daraus. Wie du bestimmt weißt, enthalten Pflanzen wertvolle Stoffe, die wichtig für unsere Ernährung sind. Sie dienen uns – und anderen heterotrophen Lebewesen – als Nahrungsgrundlage.

Frisches Gemüse
Pflanzen liefern wertvolle Nährstoffe.

Die Traubenzucker-Bausteine, die bei der Fotosynthese entstehen, werden zu anderen Substanzen verknüpft. Stärke ist für Pflanzen eine wichtige Speichersubstanz und wird in verschiedenen Pflanzenteilen eingelagert (z. B. in Kartoffelknollen oder Getreidekörnern). Zellulose kommt in den Zellwänden der pflanzlichen Zellen vor und verleiht den Zellen, und damit den Pflanzen, Stabilität.

Bei der Bildung von Stärke werden Traubenzucker-Bausteine miteinander verknüpft (hier: zu Amylose, einem Bestandteil der Stärke).
Maisstärke-Körner bei 800-facher Vergrößerung.
Zellulose unter dem Mikroskop.
Zellulose unter dem Mikroskop.

Traubenzucker wird zu anderen Stoffen, beispielsweise zu anderen Zuckerarten und Fetten, umgewandelt. Durch die Aufnahme zusätzlicher Bausteine über die Wurzeln (z. B. Stickstoff, Schwefel, Mineralstoffe) können weitere Nährstoffe gebildet werden.

Pflanzen als Rohstofflieferant

Pflanzen liefern uns wertvolle Stoffe, die wir im Alltag nutzen. Bestimmt sind dir die Rohstoffe und die daraus hergestellten Produkte vertraut. Finde zu den angeführten Produkten den jeweiligen Rohstoff!

Rohstoff Produkte
Kleidung und andere Textilien
Dämmmaterial, Tier-Einstreu
Seifen, Kosmetikprodukte
Baumaterial, Möbel
Papier, Zellstoff
Dämmmaterial, Flaschenkorken
Reifen
Medikamente
Taue und Seile, Kratzmöbel und -spielzeug für Katzen

Die Rolle von Kohlenstoffdioxid und Sauerstoff

Pflanzen haben maßgeblichen Einfluss auf die Zusammensetzung der Atmosphäre. Das Treibhausgas Kohlenstoffdioxid hat Auswirkungen auf das Klima. Da Pflanzen Kohlenstoffdioxid als Baustoff nutzen, entziehen Pflanzen der Atmosphäre Kohlenstoffdioxid, das in Biomasse gebunden wird. Der bei der Fotosynthese hergestellte Sauerstoff ist die Lebensgrundlage für heterotrophe Lebewesen, da wir diesen zum Atmen brauchen.

Auch Pflanzen atmen

Der bei der Fotosynthese produzierte Traubenzucker dient Pflanzen nicht nur als Baustoff. Sie gewinnen daraus auch Energie für ihre Stoffwechselprozesse. Dafür nutzen sie, wie auch Tiere und Pilze, die Zellatmung, die in den Mitochondrien stattfindet. Bei dieser wird mit Hilfe von Sauerstoff aus Traubenzucker Energie gewonnen, dabei werden Kohlenstoffdioxid und Wasser frei. Die Fotosynthese findet in den Chloroplasten statt.

Die Zellatmung ist die Umkehrung der Fotosynthese.
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