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Entdeckung der Fotosynthese 04:54 min

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Transkript Entdeckung der Fotosynthese

Halllo! Wie Du sicher weißt, ernähren sich Pflanzen durch die Fotosynthese. Aber hast du dich schon einmal gefragt, wie man darauf kam, dass Pflanzen Fotosynthese betreiben können und sich auf diese Weise ernähren können? Und wie man herausgefunden hat, dass Pflanzen Kohlenstoffdioxid und Wasser aufnehmen und daraus Sauerstoff und Biomasse machen können?

Das hat man schon vor einigen Hundert Jahren herausgefunden und wie genau, das zeigt Dir dieses Video. Schau’s dir einfach an!

Ursprüngliche Ansicht

Bis vor einigen Hundert Jahren nahm man an, dass Pflanzen aus der Erde Substanzen aufnehmen und diese für den Aufbau ihrer Biomasse, also zum Beispiel für neue Blätter oder Äste, aufnehmen.

Weidenbaumexperiment von van Helmont

Der Naturforscher van Helmont machte dann um 1600 ein Experiment zum Wachstum von Bäumen. Er wollte damit überprüfen, ob Pflanzen tatsächlich alle Substanzen, die sie für ihr Wachstum benötigen, aus der Erde aufnehmen.

Er pflanzte dazu einen jungen Weidenbaum in ein mit Erde gefülltes Pflanzgefäß. Vorher bestimmte er die Masse des Baumes und der trockenen Erde. Der Weidenbaum wog 2,5 kg und das verwendete Pflanzgefäß mit der Erde 91 kg. Über fünf Jahre hinweg wurde der Weidenbaum ausreichend gegossen und wuchs in dem Pflanzgefäß.

Der Weidenbaum wog nach dieser Zeit 77,5 kg, die Erde zusammen mit dem Gefäß 90,44 kg. Das heißt, dass der Weidenbaum über 70 kg an Gewicht zugenommen hatte, obwohl die Masse der Erde in dem Pflanzgefäß nur um wenige Gramm abgenommen hatte. Daraus schloss van Helmont, dass der Massenzuwachs des Baumes nicht aus der Erde stammen konnte.

Die Zunahme der Masse führte van Helmont auf die Aufnahme von Wasser zurück, da dem Baum ausschließlich Wasser gegeben worden war. Damit hatte der Forscher Recht: Wie wir heute wissen, wird von der Pflanze tatsächlich Wasser aufgenommen und in der Fotosynthese gespalten. Allerdings war zu dieser Zeit noch völlig unklar, dass auch Substanzen aus der Luft von der Pflanze aufgenommen werden und in pflanzliche Biomasse umgewandelt werden.

Die Versuche von Priestley

Hast Du eine Idee, wie man das herausfinden konnte? Der englische Naturforscher Priestley verwendete Glasglocken, um einen Raum zu schaffen, der von der Umwelt abgeschlossen ist und bei dem kein Gasaustausch mit der Außenwelt möglich ist.

Er fand 1771 heraus, dass Gase aus der Luft für die Ernährung einer Pflanze wichtig sind. Der Forscher stellte fest, dass eine Maus stirbt, wenn sie unter eine Glasglocke gesetzt wird. Die unter der Glasglocke wird von der Maus sozusagen verschlechtert und die Maus erstickt. Auch eine Pflanze kann alleine unter einer Glasglocke nicht leben und stirbt ebenso.

Werden aber Pflanze und Maus gemeinsam unter eine Glasglocke gesetzt, können beide überleben. Daraus konnte der Forscher schließen, dass von der Maus die Luft verschlechtert wird und die Luft von der Pflanze sozusagen wieder verbessert wird.

Der Gaskreislauf von CO2 und O2

Andere Wissenschaftler stellten fest, dass die beiden Gase Sauerstoff und Kohlenstoffdioxid für diese Versuchsergebnisse zuständig sind. Die Maus atmet Sauerstoff ein und Kohlenstoffdioxid wieder aus.

Kohlenstoffdioxid wird von der Pflanze aufgenommen und in der Fotosynthese zu Sauerstoff umgewandelt. Dieser Sauerstoff steht dann wieder den Tieren zur Verfügung. Es wurde auch beobachtet, dass für die Fotosynthese Licht benötigt wird.

Zusammenfassung

Jetzt hast Du gesehen, wie man die Fotosynthese entdeckt hat. Damals wusste man natürlich noch nichts von den genauen Abläufen in der Pflanze. Man hat durch einfache Beobachtung festgestellt, dass Pflanzen wachsen und dabei die aufgenommenen Substanzen nicht aus der Erde stammen. Stattdessen nehmen die Pflanzen Wasser auf.

Durch Experimente mit Gasglocken fand man heraus, dass Licht und auch Gase, nämlich Sauerstoff und Kohlenstoffdioxid, bei der Ernährung der Pflanze, also bei der Fotosynthese, eine Rolle spielen. Tschüss und bis zum nächsten Mal!

50 Kommentare
  1. Hallo Kerstin Rogowski,
    ja, das ist absolut korrekt. Deswegen handelt es sich bei der Aussage auch um eine falsche Auswahlmöglichkeit, die nicht ausgewählt werden soll. Die Antwort hat einen leicht grünen Rahmen, da es richtig von dir war, diese Antwort nicht anzukreuzen.
    Beste Grüße aus der Redaktion

    Von Tatjana Elbing, vor 8 Monaten
  2. In meinen Buch steht,dass die Aluminiumfolie nur kein Licht durchlässt und nicht das die "chemische Zusammensetzeung" der Folie verhindert das Fotosynthese bertrieben werden kann!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!

    Von Kerstin Rogowski, vor 8 Monaten
  3. 👎👎👎

    Von Jomuelli, vor 8 Monaten
  4. Gut verstanden

    Von Frederik B., vor 9 Monaten
  5. oh wie toll, Lernen kann ja spaß machen

    Von Mario Noelke, vor 9 Monaten
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Entdeckung der Fotosynthese Übung

Du möchtest dein gelerntes Wissen anwenden? Mit den Aufgaben zum Video Entdeckung der Fotosynthese kannst du es wiederholen und üben.

  • Beschreibe das Experiment von Jean Baptiste van Helmont.

    Tipps

    Aristoteles, einer der einflussreichsten und bekanntesten Philosophen, nahm an, dass Pflanzen alle Substanzen, die sie für ihr Wachstum benötigen, aus der Erde beziehen.

    Jede wissenschaftliche Untersuchung beginnt mit einer Fragestellung.

    Lösung

    Jean Baptiste van Helmont nahm sich im Jahre 1600 der umstrittenen Frage der Pflanzenernährung an und führte ein Experiment mit einem Weidenbaum durch. Hierfür bestimmte er zu Anfang das Gewicht des Weidenbaums und der Erde und wiederholte es nach 5 Jahren. Obwohl der Weidenbaum so sehr an Gewicht zugenommen hatte, wog die Erde nur wenige Gramm weniger als noch vor 5 Jahren. Daraus schloss er, dass sich der Baum nicht wie früher angenommen von der Erde, sondern von dem Wasser ernährt, da das Wasser das einzige war, was er der Pflanze gegeben hatte.

  • Beschreibe das Experiment von Priestley.

    Tipps

    Priestley führte einen ähnlichen Versuch mit einer Kerze und einer Pflanze durch. Er stellte eine Kerze unter eine Glasglocke und konnte beobachten, dass sie nach kurzer Zeit erlischt. Anschließend stellte er die Pflanze in dieselbe Glasglocke und konnte beobachten, dass die Pflanze in der von der Kerze „verschlechterten“ Luft prächtig gedieh.

    Lösung

    Joseph Priestley konnte mit seinem Versuch deutlich zeigen, dass sich Pflanzen nicht nur von Wasser ernähren, sondern auch Gase aus der Luft benötigen. Obwohl er die Gase nicht genau bestimmen konnte, fasste er das Prinzip der Fotosynthese durch seine Beobachtungen korrekt zusammen:

    „Tiere und Menschen verschlechtern die Luft, Pflanzen können in der faulen Luft besonders gut gedeihen und verbessern sie dadurch.“

  • Stelle die Gleichung der Fotosynthese dar.

    Tipps

    Was waren die Ausgangsstoffe und was waren die Endprodukte?

    Welches Gas verbrauchen die Pflanzen und welches produzieren sie?

    Lösung

    Die Fotosynthese ist ein komplizierter Prozess, bei dem aus den aufgenommenen anorganischen Stoffen Wasser und Kohlenstoffdioxid unter Nutzung der Energie des Lichtes und mithilfe des Chlorophylls, also des grünen Blattfarbstoffs, Glucose aufgebaut wird. Dabei wird Sauerstoff frei und an die Umwelt abgebeben.

  • Erkläre das Ergebnis des Stärkenachweises.

    Tipps

    Wovor wird das Blatt geschützt, wenn es mit Alufolie verpackt wird?

    Alufolie ist lichtundurchlässig.

    Lösung

    Bei der Fotosynthese wird aus den anorganischen Stoffen Wasser und Kohlenstoffdioxid mithilfe des Chlorophylls zunächst Glucose aufgebaut.

    Für diese Reaktion ist die Lichtintensität von großer Bedeutung. Denn nur unter Nutzung der Energie des Lichtes kann die Fotosynthese ablaufen. Lichtenergie ist Strahlungsenergie, die die Organismen für Lebensprozesse nicht nutzen können. Sie muss erst in chemische Energie umgewandelt werden und das können nur Lebewesen, die Chlorophyll besitzen.

  • Ermittle die Erkenntnisse, die die Wissenschaftler aus ihren Experimenten gewannen.

    Tipps

    Die Gase in der Luft konnten damals nicht benannt werden.

    Lösung

    Jean Baptiste van Helmont und Joseph Priestley trugen erheblich zur Entdeckung der Fotosynthese bei, konnten sie aber noch nicht komplett definieren.

    Jean Baptiste van Helmont konnte die Annahme widerlegen, dass Pflanzen sich ausschließlich aus der Erde ernähren, schloss aber daraus, dass sie das Wasser für das Wachstum gebrauchen. Dass für das Wachstum der Pflanze auch Gase aus der Luft wichtig sind, war ihm noch unbekannt.

    Joseph Priestley konnte beweisen, dass Mäuse die Luft verschlechtern und Pflanzen in schlechter Luft gut gedeihen und sie dadurch verbessern. Die Gase Kohlenstoffdioxid und Sauerstoff kannte Priestley zur damaligen Zeit noch nicht.

  • Erkläre, ob Pflanzen, die sich während der Nacht im Schlafzimmer befinden, für Menschen schädlich sind.

    Tipps

    Welche Erkenntnisse lieferte der Stärkenachweis von Blättern?

    Lösung

    Pflanzen können nachts keine Fotosynthese betreiben, sondern atmen genauso wie Menschen, Tiere, die meisten Pilze, Algen und sogar einige Bakterien.

    Bei der Atmung wird die Glucose vollständig zu anorganischen Stoffen wie Kohlenstoffdioxid und Wasser abgebaut. Sauerstoff wird dabei verbraucht und Kohlenstoffdioxid an die Luft abgegeben.

    Es stimmt also, dass Pflanzen nachts ebenfalls Kohlenstoffdioxid ausatmen. Allerdings kann man trotzdem ohne Bedenken eine Pflanze ins Schlafzimmer stellen, denn die Menge des verbrauchten Sauerstoffs ist so gering, dass es kaum eine Rolle spielt. Die feuchte Erde kann allerdings Schimmelpilze enthalten, die für Menschen, die darauf allergisch reagieren, eine Gefahr darstellen könnten. Für gesunde Menschen sind auch diese ungefährlich.