1.2	Photosynthese Abhängigkeit von Faktoren
1.2.1 1.2.2 1.2.3	Einführung und Bedeutung Nachweis der Sauerstoff- und Stärkebildung Abhängigkeit von Licht, CO2 und Temperatur allgemein: Licht, CO2, Temperatur
1.3	Eigenschaften der Blattfarbstoffe
1.3.1 1.3.2 1.3.3	Licht und die Absorptionseigenschaften der Blattfarbstoffe Herstellung und Chromatographie einer Rohchlorophylllösung Feinstruktur der Chloroplasten (siehe Biokurs Klasse 11)
1.4	Umwandlung von Lichtenergie in chemische Energie
1.4.1 1.4.2 1.4.2.1 1.4.2.2 1.4.3 1.4.4 1.4.5 1.4.6	Lichtreaktion, Photolyse, Elektronentransport, Energietransformation, Dunkelreaktion, Isotopenmarkierung, Calvinzyklus Kohlenhydrate als Photosyntheseprodukte Ablauf des Calvin-Zyklus Zusammenfassung und Bedeutung der Photosynthese Photorespiration, C4-Pflanzen, CAM-Pflanzen Plasmolyse und Deplasmolyse (siehe Biokurs Klasse 11) Moleküle der Photosynthese
1.5	Nutzung anderer Energiequellen zur C-Assimilation
1.5.1	Chemosynthese
	Glossar Photosynthese

Biomoleküle in

Quellen zu 3D-Molekülanimationen Online

Biomoleküle	http://www.nyu.edu:80/pages/mathmol/library/life/life.html
Biochemie	http://colossus.chem.indiana.edu/supplement.html
Molekülanimationen	http://www.leeds.ac.uk/bionet/animation/mol_anim.htm
Molekül-Museum	http://topaz.kenyon.edu/depts/bmb/chime/gallery.htm
KH, Aminosäuren etc.	http://c4.cabrillo.cc.ca.us/
Index Biomoleküle:	http://www.umass.edu/microbio/rasmol/tutbymol.htm http://www.umass.edu/microbio/rasmol/edsites.htm
Molekul-Daten für Chime:	http://www.umass.edu/microbio/rasmol/whereget.htm
Daten für Molekulargenetik	http://ndbserver.rutgers.edu/NDB/NDBATLAS/index.html
Enzym-Daten:	http://molbio.info.nih.gov/cgi-bin/pdb/doc/mrus/searching.html
Protein-Daten:	http://scop.mrc-lmb.cam.ac.uk/scop/data/scop.1.html

1.2 Photosynthese, Abhängigkeit von Faktoren
1.2.1 Einführung und Bedeutung

Erinnern wir uns, wovon sich Pflanzen ernähren:

Sie nehmen Wasser und Mineralstoffe mit der Wurzel auf. Seit dem späten 18. Jahrhundert hat man außerdem festgestellt, daß Pflanzen aus der Luft CO₂ aufnehmen und Sauerstoff abgeben. Jeder weiß heute, daß Pflanzen zum Wachstum Licht brauchen. Das Wachstum wird andererseits durch niedrige Temperaturen gebremst, wie man im Winter bemerkt.

Damit haben wir schon alle Faktoren, von denen die Photosynthese abhängt:

• Licht
• Temperatur
• Wasser
• CO₂
• fruchtbarer Boden.

Die ersten beiden Faktoren sind physikalischer Natur, die restlichen betreffen chemische Stoffe. Bemerkenswert ist, daß sich Pflanzen nur von anorganischen Stoffen ernähren.

Das Brot, das wir essen kommt aus Getreidekörnern und enthält Stärke, ein organischer Stoff. Die Vitamine eines Gemüses sind ebenfalls organische Stoffe und aus dem Biokurs Klasse 11 wissen wir, das eine Zelle, also auch eine Pflanzenzelle Enzyme enthält (Proteine) und in der Zellmembran Fette enthalten sind, alles beide organische Stoffe.

Demzufolge muß es in der Pflanze Stoffwechselvorgänge geben, die aus anorganischen, fremden Stoffen organische, eigene Stoffe herstellen (synthetisieren). Den Aufbau körpereigener Stoffe aus körperfremden nennt man Assimilation. Die wichtigste Assimilation ist die Kohlenstoffassimilation, da daraus alle organischen Stoffe bestehen. Die Lebensweise, aus anorganischen Stoffen organische herzustellen nennt man autotrophe Assimilation.

Im Gegensatz dazu nennt man die Lebensweise der Tiere, die organische Nahrung benötigen, um körpereigene organische Substanz herzustellen: heterotroph.

Die autotrophe Assimilation benötigt z. B. Licht. Licht ist eine Energieform. Aus der Chemie wissen wir, daß chemische Vorgänge, die Energie benötigen endotherm oder besser endergonisch sind.

Es gibt in der Natur 2 Formen der autotrophen Assimilation:

Wird Licht als Energiequelle verwendet, spricht man von Photosynthese (grüne Pflanzen, einige Bakterien, Blaualgen),

wird chemische Energie verwendet, nennt man sie Chemosynthese (einige Bakterien).

Die Photosynthese ist eine der bedeutensten Reaktionen in der Natur und Voraussetzung für das Leben aller tierischen Organismen einschließlich des Menschen, da durch diesen Vorgang der Sauerstoff zum Atmen gebildet wird. Man schätzt, daß die Photosynthese vor ca. 3,5 x 10⁹ Jahren "erfunden" wurde. Die Atmosphäre der damaligen Erde enthielt u. a. Methan, aber keinen Sauerstoff. Die gesamten 21% O₂ der heutigen Luft sind durch Milliarden Jahre lange photosynthetische Aktivität entstanden. Dazu wurde die Energie der Sonne verwendet.

Die "grünen Lungen" der Erde sind nachfolgend zu sehen. Sie produzieren pro Jahr ca. 100 x 10⁹ Tonnen O₂.

Aus den bisherigen Betrachtungen kann man eine grobe Formel für den photosynthetischen Vorgang ableiten:

CO₂ + H₂O ------> organische Stoffe (Kohlenhydrate, Fette, Proteine u. a.) + O_2.

Die Netto- Primärproduktion der aller Pflanzen hat die NASA 2002 durch verschiedene Satelliten gemessen ( Abb. 4).