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Beeinflussung der Fotosyntheseleistung

Erfahre, wie äußere Faktoren wie Licht, CO2, Temperatur und Wasser die Rate der Fotosynthese beeinflussen. Das Video erklärt, warum diese Faktoren wichtig sind und wie sie die Leistung der Pflanzen direkt beeinflussen. Interessiert? Das und vieles mehr findest du im folgenden Text.

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Beeinflussung der Fotosyntheseleistung
lernst du in der 9. Klasse - 10. Klasse

Beeinflussung der Fotosyntheseleistung Übung

Du möchtest dein gelerntes Wissen anwenden? Mit den Aufgaben zum Video Beeinflussung der Fotosyntheseleistung kannst du es wiederholen und üben.
  • Bestimme Faktoren, die die Fotosyntheseleistung beeinflussen.

    Tipps
    Lösung

    Die Fotosyntheseleistung wird von einigen abiotischen Faktoren beeinflusst. Zu diesen wichtigen Faktoren gehört das Licht, der Kohlenstoffdioxidgehalt der Luft, die Temperatur und das Vorhandensein von Wasser. Bei diesen Faktoren handelt es sich um die Voraussetzungen für die Fotosynthese, sodass sich ihr Vorhandensein bis zu einem bestimmten Punkt positiv auf die Fotosyntheserate auswirkt.

    • So wirkt die steigende Beleuchtungsstärke förderlich auf die Fotosyntheserate, da der Pflanze mehr Energie zur Verfügung steht.
    • Mit steigenden Temperaturen steigt auch die Enzymaktivität, jedoch nur bis zu einem bestimmten Punkt.
    • Der Kohlenstoffdioxidgehalt ist essentiell für die Fotosynthese. Denn nur durch dessen Aufnahme kann Fotosynthese stattfinden. In einem Raum ohne Kohlenstoffdioxid würde eine Pflanze verenden.
    • Das Wasser gehört zu den Ausgangsstoffen der Fotosynthese. Wenn nicht genug Wasser vorhanden ist, schließen sich die Spaltöffnungen der Blätter, damit das Wasser, das in der Pflanze ist, nicht nach außen transpiriert. Da das Kohlenstoffdioxid auch über die Spaltöffnungen aufgenommen wird, kann bei geschlossenen Spaltöffnungen kein Kohlenstoffdioxid aufgenommen werden.

  • Treffe Aussagen bezüglich der Fotosyntheseleistung aus der Grafik.

    Tipps

    Eine Sättigungskurve beschreibt die Abhängigkeit der Reaktionsgeschwindigkeit von der Substratkonzentration: Mit zunehmender Substratkonzentration steigt die Reaktionsgeschwindigkeit zunächst an, um dann einer Sättigung zuzustreben.

    Lösung

    Die Fotosynthese ist primär von der Fotosynthese abhängig. Der Kurvenverlauf für die Abhängigkeit der Lichtintensität beginnt im negativen Bereich, denn die Pflanze „atmet“ in Abwesenheit so wie wir Menschen Sauerstoff und produziert Kohlenstoffdioxid. In Anwesenheit von Licht wächst zunächst die Fotosyntheseintensität mit Erhöhung der Lichtintensität proportional.

    Am Lichtkompensationspunkt ist die Sauerstoffabgabe durch die Fotosynthese genauso groß wie der Sauerstoffverbrauch.

    Mit zunehmender Lichtintensität wirken andere Faktoren immer stärker limitierend auf die Fotosyntheseleistung. Dadurch steigt die Kurve der Fotosyntheseleistung immer weniger, und zwar bis zu dem Punkt, an dem sich trotz steigender Lichtintensität die Fotosyntheseleistung nicht mehr erhöht (Lichtsättigung).

  • Erkläre das Ergebnis des Engelmann'schen Bakterienversuchs.

    Tipps

    Das grüne Licht kann von der Pflanze nicht so gut verwertet werden und wird daher nicht absorbiert, sondern reflektiert. Das ist auch der Grund dafür, warum die Blätter in Grün erscheinen.

    Lösung

    Der Engelmannsche Bakterienversuch bediente sich der Tatsache, dass sich sauerstoffliebende Bakterien da anreichern, wo in dem Faden einer Grünalge besonders viel Sauerstoff produziert wird.

    Somit konnte er nachweisen, dass die Optimalbereiche für die Fotosynthese im langwelligen roten Licht und kurzwelligen blauen Licht liegen, da sich die Bakterien an diesen Stellen an dem Algenfaden anreicherten.

  • Unterscheide die Fotosyntheseleistung von Sonnen- und Schattenpflanzen.

    Tipps

    Bei Sonnenpflanzen steigt die Fotosyntheseleistung mit steigender Lichtintensität und bleibt dann konstant.

    Lösung

    Schattenpflanzen sind an niedrige Lichtintensitäten angepasst. Sie weisen einen niedrigen Lichtkompensationspunkt auf, sodass hohe Lichtintensitäten keinen Vorteil bringen. Der Lichtsättigungspunkt ist bei niedrigen Lichtintensitäten erreicht.

    Sonnenpflanzen haben einen hohen Lichtkompensationspunkt und sind an sonnige Standorte angepasst. Der Lichtsättigungspunkt ist im Vergleich zu dem der Sonnenpflanzen deutlich höher.

  • Definiere den Begriff Lichtkompensationspunkt.

    Tipps

    Wo schneidet die Kurve die x-Achse?

    Lösung

    Am Lichtkompensationspunkt ist die Sauerstoffabgabe bzw. Kohlenstoffdioxidaufnahme durch die Fotosynthese genauso groß wie der Sauerstoffverbrauch bzw. die Kohlenstoffdioxidproduktion. An diesem Punkt schneidet die Kurve die x-Achse und die Nettofotosynthese hat den Wert 0.

    Die Pflanzen atmen genauso wie wir Menschen Sauerstoff in Abwesenheit von Licht. Daher stellen viele Menschen keine Grünpflanzen in ihr Schlafzimmer, weil sie besorgt sind, dass die Pflanze den ganzen Sauerstoff verbraucht.

  • Erkläre die Funktionsweise von Spaltöffnungen.

    Tipps

    Bei Wasserpflanzen befinden sich die Spaltöffnungen auf der Blattoberseite.

    Lösung

    Durch die Spaltöffnungen der Pflanze kann $CO_2$ in die Interzellulärräume des Blattes gelangen. Umgekehrt können durch die Spaltöffnungen Sauerstoff und Wasserdampf durch Diffusion entweichen.

    Damit die Pflanze genug $CO_2$ aufnehmen kann und gleichzeitig jedoch nicht zu viel Wasser verliert, befinden sich bei terrestrischen Pflanzen die Spaltöffnungen auf der Blattunterseite. So sind die Spaltöffnungen immer im Schatten, wodurch die Wasserverdunstung auch in einem von der Sonne beschienenen Blatt kontrollierbar bleibt.

    Mittags, wenn die Sonne am höchsten steht, sinkt die Fotosyntheserate bei Pflanzen ab. Der Grund dafür ist, dass die Pflanze einen Kompromiss eingeht. Viele Spaltöffnungen werden verschlossen, damit nicht zu viel Wasser nach außen diffundiert. Dadurch kann die Pflanze aber auch weniger $CO_2$ aufnehmen und Fotosynthese betreiben. Man spricht von der Mittagsdepression.