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Photosynthese

Mit Hilfe von Lichtenergie werden aus energieärmeren Stoffen, energiereiche Stoffe erzeugt. Das bezeichnet man als Photosynthese oder Fotosynthese. Betrieben werden diese von Bakteriengruppen, Pflanzen oder Algen. Bei diesem biochemischen Vorgang wird zunächst mit Hilfe von lichtabsorbierenden Farbstoffen, Chlorophyllen oder Bakteriochlorophyllen, Lichtenergie in chemischen Energie umgewandelt. Photosynthese ist wahrscheinlich oder mit Abstand der zentralste und wichtigste Prozess auf der Erde. Da die energiereichen organischen Stoffe zu Bestandteilen des Lebewesens werden, bezeichnet man deren Synthese als Assimilation. Kohlenstoffdioxid und Wasser oder auch Nitrat und Sulfat werden assimiliert.

Hierbei werden zwischen oxygener und anoxygener Photosynthese unterschieden.

Oxygene Photosynthese

  • hierbei wird molekularer Sauerstoff (O2) erzeugt

Anoxygene Photosynthese

  • hierbei werden anorganische Stoffe gebildet, z.B. elementarer Schwefel S.

Die oxygene Photosynthese ist nicht nur der bedeutendste biochemischen Prozess der Erde, sondern auch einer der ältesten. Nahezu alle bestehenden Ökosysteme werden durch die Bindung organischer Stoffe mittels Sonnenenergie direkt und indirekt angetrieben, da sie anderen Lebewesen energiereiche Baustoff- und Energiequellen liefert. Als Oxidationsmittel liefert selbst der erzeugte Sauerstoff, die Energiegewinnung in der aeroben Atmung. So dass sich wegen der oxygenen Photosynthese höher entwickelte Lebensformen bilden konnten. Selbst die schützende Ozonschicht wird vom Sauerstoff aufgebaut.

 

Hier eine kurze Übersicht:

Man kann die Photosynthese in drei Schritten untergliedern,

  1. Unter Verwendung von Farbstoffen (Chlorophylle, Phycobiline, Carotinoide), wird als erstes elektromagnetische Energie in Form von Licht absorbiert.

  2. Direkt im Anschluss erfolgt im zweiten Schritt die Umwandlung der elektromagnetischen Energie in chemische Energie. Das passiert durch die Übertragung von Elektronen diese durch die Lichtenergie zu einen energiereichen Zustand versetzt wurden. Man nennt das die Redoxreaktion.

  3. Im dritte und letzte Schritt wird die chemische Energie zur Synthese energiereicher organischer Verbindung verwendet. Diese dient den Lebewesen als Baustoffwechsel für das Wachstum und auch dem Energiestoffwechsel für die Gewinnung von Energie.

 

Heute befindet sich die Sauerstoffkonzentration bei ungefähr 21%.

Der Sauerstoff den wir einatmen ist also zu 100% auf die Vorgänge der Photosynthese von Algen, Bakterien und Pflanzen zurückzuführen. Der Sauerstoff hat sich seit hunderten von Millionen Jahren in der Atmosphäre angesammelt.