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Beeinflussung der Fotosyntheseleistung 06:40 min

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Transkript Beeinflussung der Fotosyntheseleistung

Hallo! Hast Du Dich schon einmal gefragt, ob die Fotosynthese immer gleich gut funktioniert? Oder ob eine Pflanze an einem kalten Wintertag genauso gut Fotosynthese machen kann wie an einem sonnigen Sommertag? Die Fotosynthese wird nämlich durch verschiedene Faktoren beeinflusst und welche das sind, erfährst du in diesem Video!

Beeinflussung durch Lichtintensität

Fangen wir mit dem Licht an: In der Fotosynthese wird Lichtenergie in chemische Energie umgewandelt und Traubenzucker ist das Produkt. Da ist es logisch, dass die Lichtintensität die Fotosyntheseleistung beeinflusst.

Bei sehr geringer Lichtintensität überwiegt die Atmung und die Fotosyntheseleistung ist kleiner null. Steigt die Lichtintensität weiter, gleichen sich Fotosynthese und Atmung irgendwann aus, dieses ist der Lichtkompensationspunkt.

Mit steigender Lichtintensität steigt die Fotosyntheseleistung und bleibt dann konstant. Bei sehr hohen Lichtintensitäten kommt es zu einer Hemmung der Fotosynthese und die Fotosyntheseleistung sinkt wieder.

Beeinflussung durch Wellenlänge

Auch die Wellenlänge des Lichts beeinflusst die Fotosyntheseleistung. Sonnenlicht besteht aus Licht mit unterschiedlichen Wellenlängen. Jede Wellenlänge hat eine bestimmte Farbe. Alle Wellenlängen zusammen sind normales weißes Licht.

Die Absorption des Sonnenlichts erfolgt durch Blattfarbstoffe. Diese absorbieren vor allem im blauen und roten Bereich des Spektrums. Im grünen Bereich absorbieren die Farbstoffe nur wenig Licht. Daher ist ist Fotosyntheseleistung in diesem grünen Wellenlängenbereich des Lichts nur gering, während im blauen und roten Bereich eine hohe Fotosyntheseleistung vorliegt.

Beeinflussung durch CO2

Auch der Kohlenstoffdioxidgehalt der Luft beeinflusst die Fotosyntheseleistung einer Pflanze. Wie du sicher weißt, beträgt der CO2-Gehalt der Luft unter normalen Bedingungen 0,03 Volumenprozent.

Steigert man den CO2-Gehalt zum Beispiel im Labor, steigt die Fotosyntheseleistung bis zu einem Wert von etwa 0,1 Volumenprozent CO2 an. Dort ist 100% Fotosyntheseleistung erreicht und die Fotosyntheseleistung lässt sich auch mit steigenden CO2-Konzentrationen nicht mehr weiter erhöhen. Wenn man den CO2-Gehalt der Luft also erhöht, kann die Pflanze eine höhere Fotosyntheseleistung erbringen.

Beeinflussung durch Temperatur

Fallen Dir noch weitere Faktoren ein, die die Fotosyntheseleistung beeinflussen könnten? Ein weiterer Faktor ist die Temperatur. Das liegt daran, dass die meisten Prozesse der Fotosynthese von der Aktivität von Enzymen abhängig sind.

Enzymreaktionen sind immer temperaturabhängig und das wirkt sich auf die Fotosyntheseleistung der Pflanze aus. Bei niedrigen Temperaturen ist die Fotosyntheseleistung gering.

Steigt die Temperatur an, steigt auch die Fotosyntheseleistung. Bei 30°C erreicht die Fotosynthese ein Maximum und fällt bei weiter steigenden Temperaturen wieder ab. Das liegt daran, dass die Enzyme der Pflanze ein Optimum bei etwa 30°C haben. Höhere Temperaturen stören die Enzymaktivität und lassen die Fotosyntheseleistung schnell abfallen.

Beeinflussung durch Wasser

Ein weiterer beeinflussender Faktor auf die Fotosyntheseleistung der Pflanze ist die Wasserversorgung. Ist eine Pflanze nicht mit ausreichend Wasser versorgt, verschließt sie die Spaltöffnungen im Blatt, um nicht noch mehr Wasser zu verlieren.

Durch die Spaltöffnungen gelangt aber auch das Kohlenstoffdioxid in das Blattgewebe, das ja eine der Ausgangsstoffe der Fotosynthese ist. Deshalb siehst du ähnlich wie bei geringen Kohlenstoffdioxid-Konzentrationen in der Umgebungsluft auch bei schlechter Wasserversorgung ein Absinken der Fotosyntheseleistung.

Gewächshäuser

Du hast jetzt also jede Menge Faktoren kennengelernt, die die Fotosyntheseleistung der Pflanze beeinflussen. Und du kannst Dir sicher gut vorstellen, dass unter normalen Bedingungen niemals die Temperatur, das Licht und die Wasserversorgung optimal für die Fotosynthese sind. Und die natürliche CO2-Konzentration in der Luft liegt ja, wie du jetzt weißt, auch deutlich unter dem Optimum der Fotosynthese.

Das bedeutet, dass man die Fotosyntheseleistung von Pflanzen steigern kann, wenn man die einzelnen Faktoren ändert, so dass diese näher am Optimum sind. Eine höhere Fotosyntheseleistung heißt zum Beispiel größere Erdbeeren oder eine kürzere Wachstumszeit für einen Salatkopf, und das will man in der Landwirtschaft.

Genau dafür gibt’s Gewächshäuser. Dort bewässert man künstlich, um eine optimale Wasserversorgung der Pflanze sicherzustellen. Und die Temperatur ist dem Optimum der Pflanzenenzyme angepasst. Durch künstliche Beleuchtung kann die Lichtintensität auch an nicht-sonnigen Tagen erhöht und damit die Fotosyntheseleistung gesteigert werden. Durch Begasen mit Kohlenstoffdioxid kann die Fotosyntheserate noch weiter gesteigert werden.

Zusammenfassung

Jetzt hast du gesehen, dass die Fotosynthese durch viele Faktoren beeinflusst wird. Und wenn Du das nächste Mal an einem kalten Wintertag spazieren gehst und eine Pflanze siehst, weißt Du jetzt, dass die Pflanze in diesem Moment aufgrund von geringer Lichtintensität und Kälte nur schlecht Fotosynthese machen kann.

Im Sommer haben Pflanzen näher am Optimum liegende Temperaturen und Lichtintensitäten für hohe Fotosyntheseleistungen. Dafür ist es aber auch oft trocken im Sommer und du weißt nun, dass auch die Wasserversorgung die Fotosynthese beeinflussen kann. Tschüss und bis zum nächsten Mal!

9 Kommentare
  1. sofatutor ist besser als das neue scoyo ^^

    Von Flan Chan, vor 4 Monaten
  2. Danke

    Von Itslearning Nutzer 2535 60596, vor 9 Monaten
  3. Hallo Kristina,
    hast du Fragen zum Video? Wenn ja, helfe ich dir gern!
    Viele Grüße aus der Redaktion

    Von Serpil Kilic, vor mehr als 2 Jahren
  4. Leider hat mir dieses Video nicht wirklich weiter geholfen,
    Ich finde es ist ein bisschen zu kompliziert erklärt :)

    Von Elias/Jasper I., vor mehr als 2 Jahren
  5. Ich hab es mir nochmal angeschaut und ich bin sehr zufrieden mit dem Video da es sehr wichtige Informationen enthält, welche mich im Unterticht weiter bringen können

    Von Aydanur, vor etwa 4 Jahren
  1. Tolles Video

    Von Aydanur, vor etwa 4 Jahren
  2. Super Video; wenn nur mehr Fachleute dieses Wissen hätten...

    Von Juliane Viola D., vor fast 5 Jahren
  3. wirklich gut

    Von T Neumann2, vor etwa 5 Jahren
  4. Hallo GUT ERKLÄRT!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!

    Von Stefan M., vor etwa 6 Jahren
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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.

  • 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.

  • 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 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.

  • 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.