Um heraus zu finden, wie, wo und zu welchem Zweck die Photosynthese abläuft, waren in der Historie einige Experimente und Erkenntnisse wichtig.

Einteilung in Prozesse

Die Pflanzen betreiben Photosynthese, das ist klar. Das Chlorophyll ist für die Lichtabsorption zuständig und lässt seine Aufenthaltsorte grün erscheinen. Ein spannendes Experiment zeigt aber noch ein weiteres Phänomen.

Bestrahlt man eine grüne Pflanze, deren Temperatur man langsam erhöht, mit Stark- oder Schwachlicht und misst während dessen ihre Photosyntheseleistung, so verhält sich die Leistung bei den verschiedenen Lichtstärken nicht gleich.

Starklicht

  • bis 35°C: RGT-Regel (Reaktionsgeschwindigkeits-Temperatur-Regel); d.h. es erfolgt ein exponentieller Anstieg

  • ab 35°C: Die Leistung fällt sofort stark ab; Grund: Hitzedenaturierung der Enzyme

Schwachlicht

Die Temperatur beeinflusst die Photosyntheserate nicht. Es bleibt durchgehend bei einer niedrigen Leistung.

%%\rightarrow%% Die Photosynthese besteht aus zwei verschiedenen Reaktionen:

  • Primärprozess = Lichtreaktion (lichtabhängig, temperaturunabhängig)

  • Sekundärprozess = Dunkelreaktion (lichtunabhängig, temperaturabhängig)

Woher kommt der Sauerstoff?

Hillreaktion

Chloroplasten können ohne Kohlenstoffdioxid, aber mit Fe3+-Ionen und Wasser, Sauerstoff produzieren.

%%\rightarrow%% Der Sauerstoff stammt aus dem Wasser.

Tracer-Methode

Entweder der Sauerstoff im Wasser oder Kohlenstoffdioxid wird radioaktiv markiert. Nach welcher Markierung enthält welches Produkt den radioaktiven Sauerstoff?

Sauerstoff im Wasser: Der Produzierte Sauerstoff ist radioaktiv.

Sauerstoff im Kohlenstoffdioxid: Das produzierte Wasser und die Glucose sind radioaktiv.

%%\rightarrow%% Der Sauerstoff stammt aus dem Wasser.

Stärkeherstellung

Ein grünes Blatt wird in heißem Wasser abgetötet, in Alkohol gelegt und schließlich mit Iod-Kalium-Iodidlösung getränkt.

%%\rightarrow%% Die Braunfärbung zeigt den Iod-Stärke-Komplex an.


Quellen

  • http://www.spektrum.de/lexikon/biologie/hill-reaktion/31861
  • http://link-bergstrasse.de/unterrichtsmaterial/Photosynthese/photosyntheseversuche.htm
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