Fotosynthese – Erstellen und Ausgleichen der Reaktionsgleichung
Die Fotosynthese-Reaktionsgleichung wird durch Lichtenergie in Glucose und Sauerstoff umgewandelt. Es werden die Licht- und Dunkelreaktion erklärt, inklusive der chemischen Gleichungen. Erfahre, wie Kohlenstoffdioxid und Wasser die Hauptbestandteile der Glucose bilden. Interessiert? Das und vieles mehr findest du im nächsten Text!
- Die Fotosynthese-Reaktionsgleichung – Biologie
- Ablauf der Fotosynthese – einfach erklärt
- Die Summengleichung der Fotosynthese in Worten
- Die Formel der Fotosynthesereaktion ausgleichen

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Fotosynthese – Erstellen und Ausgleichen der Reaktionsgleichung Übung
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Ordne den Begriffen die passenden Summenformeln oder Elementsymbole zu.
TippsGlucose besteht aus Kohlenstoff, Wasserstoff und Sauerstoff.
Das Elementsymbol für Kohlenstoff ist „C“. Für Wasserstoff lautet es „H“ und für Sauerstoff „O“.
Glucose besitzt sechs Kohlenstoffatome.
Wasser besteht aus Wasserstoff und Sauerstoff.
LösungBei der Fotosynthese reagieren Wasser und Kohlenstoffdioxid zu Glucose, Sauerstoff und Wasser. Eine solche Formulierung bezeichnet man als Wortgleichung. Um genauere Angaben über die in den Stoffen enthaltenen Elemente zu machen, kann man die Summenformel angeben. Für die Fotosynthesegleichung lautet sie:
$H_2O + CO_2 \longrightarrow C_6H_{12}O_6 + CO_2 + H_2O$.
Hier siehst du noch einmal die passenden Zuordnungen:
$\begin{array}{c|c} \text{ Begriff} & \text{ Summenformel}\\ \hline H_2O & Wasser\\ CO_2 & Kohlenstoffdioxid\\ C_6H_{12}O_6 & Glucose\\ C & Kohlenstoff\\ H_2 & Wasser\\ \end{array}$
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Ordne den Elementen der Reaktionsgleichung die passenden Bilanzen, Begriffe und Summenfomeln zu.
TippsDie untenstehenden Zahlen der Summenformeln geben die Anzahl des vorhergehenden Elements an. $H_2$ gibt also an, dass zwei Wasserstoffe (H) vorliegen.
Für eine Bilanz werden alle gleichen Elemente summiert. Für $H_2O + O_2$ hättest du beispielsweise:
2x $H$
3x $O$
Die Edukte der Fotosynthese sind Wasser und Kohlenstoffdioxid. Die Produkte sind Glucose, Sauerstoff und Wasser.
LösungBei der Fotosynthese werden Wasser und Kohlenstoffdioxid zu Glucose, Sauerstoff und Wasser umgewandelt. Als unausgeglichene Summengleichung wird damit geschrieben:
$H_2O + CO_2 \longrightarrow C_6H_{12}O_6 + CO_2 + H_2O$.
Für die Edukte der Fotosynthesegleichung ($H_2O + CO_2$) hast du eine Bilanz von:
2x $H$
3x $O$
1x $C$
Für die Produkte der Fotosynthesegleichung ($C_6H_{12}O_6 + CO_2 + H_2O$) hast du folgende Bilanz:
6x $C$
14x $H$
9x $O$
Beachte, dass die gezeigte Gleichung noch nicht ausgeglichen ist!
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Gib die Fotosynthesegleichung anhand der folgenden Abbildungen an.
TippsDie Abbildungen zeigen dir, wie die einzelnen Elemente im Molekül miteinander verbunden sind.
Die Abbildungen können dir Auskunft darüber geben, wie viele Elemente in einem Molekül bzw. Stoff enthalten sind.
LösungIn den Abbildungen siehst du die beteiligten Stoffe der Fotosynthese als sogenannte Strukturformel. Sie zeigen dir an, wie die einzelnen chemischen Elemente in einem Molekül miteinander verbunden sind und wie viele Elemente jeweils in einem Stoff vorhanden sind. Zählst du in der Abbildung die Elemente zusammen, kannst du dir gemeinsam mit der Summenformel herleiten, um welchen Stoff es sich handelt.
Hier noch einmal die Stoffnamen mit den dazugehörigen Summenformeln:
Wasser= $H_2O$ Kohlenstoffdioxid= $CO_2$ Glucose= $C_6H_{12}O_6$ Sauerstoff= $O_2$
Die Strukturformel für Wasser muss also zwei Wasserstoffe enthalten und ein Sauerstoff.
Die Strukturformel für Kohlenstoffdioxid muss ein Kohlenstoff und zwei Sauerstoffe enthalten.
Glucose besteht aus sechs Kohlenstoffen, 12 Wasserstoffen und sechs Sauerstoffen. Die Glucose ist hier als Ringform dargestellt.
Sauerstoff besteht lediglich aus zwei Sauerstoffen.
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Gib die Anzahl der verwendeten Elemente für die dargestellte Reaktion „Verbrennung von Methan“ an.
TippsFür die Anzahl der verwendeten Elemente musst du dir nur die Seite der Edukte (links) anschauen.
$H_2O$ besteht beispielsweise aus zwei Wasserstoffen und einem Sauerstoff.
Werden $4H_2O$ angegeben, so besitzt du viermal "zwei Wasserstoffe" und viermal "ein Sauerstoff", also insgesamt 8 Wasserstoffe und 4 Sauerstoffe.
LösungFür die Anzahl der verwendeten Elemente musst du lediglich die Seite der Edukte (links) betrachten:
$4CH_4+8O_2$.
Methan ($CH_4$) besteht aus einem Kohlenstoff ($C$) und vier Wasserstoffen ($H_4$).
Da du viermal Methan besitzt ($4CH_4$), musst du die Anzahl der Elemente eines Methans mit vier multiplizieren. Das bedeutet, dass du viermal "ein Kohlenstoff" und viermal "vier Wasserstoffe" besitzt. Insgesamt macht das:
4x Kohlenstoff 16x Wasserstoff
Sauerstoff($O_2$) besteht aus zwei Sauerstoffen. Da du achtmal Sauerstoff besitzt, musst du die Anzahl der Elemente mit acht multiplizieren. Insgesamt macht das:
16x Sauerstoff
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Gib die Summengleichung der Fotosynthese an.
TippsDas Elementsymbol für Kohlenstoff ist „C“.
Wasser ist eine Verbindung aus Wasserstoff und Sauerstoff. Bei der Fotosynthesegleichung ist das Wasser sowohl Edukt als auch Produkt.
Befindet sich auf der Seite der Edukte (links) ein Stoff, welcher Kohlenstoff „C“ enthält, so muss sich auch auf der Seite der Produkte (rechts) ein Stoff befinden, welcher Kohlenstoff enthält.
LösungBei der Fotosynthese werden Wasser und Kohlenstoffdioxid zu Glucose, Sauerstoff und Wasser umgewandelt. In der Summengleichung lassen sich die Anzahl der eingesetzten und der entstehenden Stoffe sowie die Zusammensetzung der einzelnen Stoffe mit angeben.
Hier siehst du die Summenformeln der einzelnen Stoffe.
Wasser: $H_2O$ Kohlenstoffdioxid: $CO_2$ Glucose: $C_6H_{12}O_6$ Sauerstoff: $O_2$
Bei der Fotosynthese wird Wasser ($H_2O$) in Wasserstoff und Sauerstoff gespalten. Der Wasserstoff wird für den Aufbau der Glucose ($C_6H_{12}O_6$) verwendet. Der Sauerstoff des Wassers wird zu dem Sauerstoff, den wir Menschen einatmen. Häufig wird angenommen, dass das Kohlenstoffdioxid, welches wir ausatmen, direkt von den Pflanzen zu Sauerstoff umgewandelt wird. Nun weißt du, dass dies nicht so ist und dass der Sauerstoff aus dem Wasser stammt.
Der Kohlenstoff und der Sauerstoff des Kohlenstoffdioxids ($CO_2$) werden nämlich ebenfalls für den Aufbau der Glucose verwendet. Ein weiterer Teil des Sauerstoffes wird zu Wasser.
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Gib die Reaktionsgleichung der Zellatmung an.
TippsWelches wichtige Gas atmet der Mensch ein und welches Gas atmet er aus?
Der Mensch kann keine Glucose durch Fotosynthese aufbauen. Die Glucose für die Zellatmung muss deshalb über die Nahrung, wie zum Beispiel pflanzliche Nahrung, aufgenommen werden.
Um die aufgenommene Glucose in der Zellatmung abzubauen, benötigt der Mensch ein ganz bestimmtes Atemgas. Weißt du, welches Atemgas der Mensch einatmet? Das eingeatmete Gas gehört zu den Edukten der Zellatmung, das ausgeatmete Gas gehört zu den Produkten der Zellatmung.
Du atmest Sauerstoff ein und Kohlenstoffdioxid aus.
Das eingeatmete Gas gehört zu den Edukten der Zellatmung, das ausgeatmete Gas gehört zu den Produkten der Zellatmung.
LösungDie Zellatmung ist die Umkehrfunktion der Fotosynthese. Bei der Fotosynthese wird Wasser und Kohlenstoffdioxid zum Energiespeicher Glucose umgewandelt, wobei als Nebenprodukt Sauerstoff anfällt.
Fotosynthese:
$H_2O+CO_2$ $\longrightarrow$ $C_6H_{12}O_6+H_2O$
Menschen und auch andere Organismen bauen den Energiespeicher Glucose ab, um Energie für andere Reaktionen im Körper zu gewinnen. Dieser Abbau wird als Zellatmung bezeichnet. Organismen, welche keine Fotosynthese betreiben können und damit auch keine Glucose aufbauen können, müssen die Glucose für die Zellatmung über die Nahrung aufnehmen. In deinen Zellen wird während der Zellatmung die Glucose mit Sauerstoff verbrannt, wobei Energie entsteht, die der Körper für eigene Stoffwechsel nutzen kann. Bei dieser Verbrennung von Glucose fällt Kohlenstoffdioxid und Wasser an. Das Kohlenstoffdioxid kann dann wieder ausgeatmet werden.
Zellatmung:
$C_6H_{12}O_6+H_2O$ $\longleftarrow$ $H_2O+CO_2$
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