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Fotosynthese – Verwertung der Fotosyntheseprodukte in der Pflanze 06:44 min

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Transkript Fotosynthese – Verwertung der Fotosyntheseprodukte in der Pflanze

Hallo! Hast Du Dich schon mal gefragt, wie die Stärke in eine Kartoffel kommt, obwohl sie gar nicht grün ist und keine Fotosynthese machen kann? Oder wie der Fruchtzucker in die Erdbeere kommt? Das liegt daran, dass die Fotosyntheseprodukte in der Pflanze umgewandelt und hin- und her transportiert werden können. Schau Dir dieses Video an, damit Du genau weißt, was mit den Fotosyntheseprodukten in der Pflanze passiert!

Source-Gewebe

Die Fotosynthese läuft in den Chloroplasten von grünen Blättern ab. Das Produkt der Fotosynthese ist der Traubenzucker, die Glukose. Bei Licht wird diese Glukose im Chloroplasten in Stärke umgewandelt. Diese Stärke bezeichnet man auch als Assimilationsstärke.

Die großen Mengen an Traubenzucker, die bei der Fotosynthese an einem sonnigen Tag entstehen, können nämlich nicht so schnell abtransportiert werden. Daher wird im Chloroplasten die Stärke zunächst nur zwischengespeichert, bevor sie in der Nacht abtransportiert wird.

Bei Dunkelheit wird die Stärke wieder in Glukose und dann in Saccharose umgewandelt. Saccharose ist ein Disaccharid und besteht aus Glukose und Fruktose. Saccharose ist sozusagen die Transportform der Fotosyntheseprodukte und wird im Phloem, Leitsystem der Pflanze transportiert.

Die fotosynthetisch aktiven Blätter einer Pflanze bezeichnet man auch als Source-Gewebe. Der Begriff Source stammt aus dem Englischen und heißt soviel wie “Quelle”. Damit will man verdeutlichen, dass diese Gewebe mehr Energie in Form von Fotosyntheseprodukten herstellen, als sie selbst verbrauchen. Diese Source-Gewebe geben daher Fotosyntheseprodukte in Form von Saccharose ab.

Sink-Gewebe

Die Saccharose wird dann in alle Gewebe transportiert, die Energie benötigen. Diese Gewebe nennt man auch Sink-Gewebe. Der Begriff Sink stammt aus dem Englischen und bedeutet soviel wie “Senke”.

Zu den Sink-Geweben gehören alle Gewebe, die Energie verbrauchen, die aber selbst keine oder nicht genügend Fotosynthese machen können. Dazu gehören Wurzeln, Knollen, Samen und Früchte, aber auch zum Beispiel Knospen und junge Blätter, die sich noch im Wachstum befinden.

Früchte nehmen die Saccharose zum Beispiel auf und speichern sie. Das kennst Du von Erdbeeren oder Weintrauben. Sie enthalten große Mengen an Saccharose.

Wurzeln oder Knollen können Saccharose auch aufnehmen und dann zu Stärke umwandeln. Das kennst Du von Kartoffeln, die große Mengen an Stärke enthalten.

In Samen wird ebenfalls Energie benötigt. Diese Energie ist notwendig, wenn der Samen auskeimt. In Samen wird Saccharose zum Beispiel zu Stärke umgewandelt, wie du es von Getreidesamen wie Weizenkörnern kennst. Viele Samen benutzen als Speicherstoffe aber auch Fette und Öle. Das kennst Du aus Sonnenblumensamen, die große Mengen an Öl gespeichert haben.

Beispiel Zuckerrübe

Bis hierhin war die Einteilung in Energie-verbrauchende Sink-Gewebe und in Energie-produzierende Source-Gewebe einfach. Aber fällt Dir auch ein Beispiel ein, in dem der gleiche Pflanzenteil im einen Jahr Sink-Gewebe und im anderen Jahr Source-Gewebe ist? Das findet man häufig bei zweijährigen Pflanzen in den Wurzeln.

Im ersten Jahr speichern die Wurzeln als Sink-Gewebe Fotosyntheseprodukte, die von den Blättern produziert wurden. Im zweiten Jahr gibt die Wurzel die gespeicherte Energie als Source-Gewebe wiederum ab und führt dazu, dass die Pflanze erneut austreibt und Samen bilden kann. Die Wurzel dient hier also als Speicherorgan und kann sowohl Sink- als auch Source-Gewebe sein. Das findet man bei verschiedenen Rübenarten wie der Zuckerrübe.

Die Rüben werden in der Landwirtschaft allerdings bereits im ersten Jahr geerntet, da sie dann große Mengen an Saccharose, die der Zuckergewinnung dient, gespeichert haben.

Die Atmung

Sicher weißt Du aber, dass Pflanzen neben der Fotosynthese auch Atmung betreiben. Atmung findet immer statt und ist nicht vom Licht abhängig wie die Fotosynthese.

In der Atmung gewinnen Pflanzen aus Glukose Energie in Form von ATP. Dieses ATP wird in den verschiedensten Prozessen in der Pflanze gebraucht, z.B. um bestimmte Stoffe zu synthetisieren. Alle Zellen brauchen ATP und daher muss in allen Zellen Glukose vorliegen.

Die Fotosyntheseprodukte werden daher also nicht nur zur Speicherung verwendet, sondern auch dazu, dass alle Zellen mit Energie in Form von Glukose bzw. ATP versorgt sind.

Zusammenfassung

Jetzt hast Du gesehen, wie Fotosyntheseprodukte in der Pflanze verwertet werden. Sie werden in der Pflanze dorthin transportiert, wo sie gebraucht oder gespeichert werden. Daher haben Erdbeerfrüchte große Zuckermengen, obwohl sie selbst keine Fotosynthese machen können.

Und Kartoffelknollen speichern Fotosyntheseprodukte in Form von Stärke ohne selbst fotosynthetisch aktiv zu sein. Große Mengen an Fotosyntheseprodukten werden in der Pflanze hin- und her transportiert, je nachdem wo gerade Energie gebraucht wird. Tschüss und bis zum nächsten Mal!

2 Kommentare
  1. danke,hat mir geholfen:-D

    Von Snagaoglu, vor etwa 5 Jahren
  2. Vielen Dank. Sehr, sehr gut und verständlich erklärt.
    Good job! Thank you.

    Von Kaddosch, vor mehr als 5 Jahren

Fotosynthese – Verwertung der Fotosyntheseprodukte in der Pflanze Übung

Du möchtest dein gelerntes Wissen anwenden? Mit den Aufgaben zum Video Fotosynthese – Verwertung der Fotosyntheseprodukte in der Pflanze kannst du es wiederholen und üben.

  • Beschreibe die Pflanzenteile hinsichtlich ihrer Gewebetypen.

    Tipps

    Die Fotosynthese liefert Energie.

    Lösung

    Pflanzen sind Lebewesen, die genauso wie wir Energie gewinnen müssen, um ihren Stoffwechsel betreiben zu können. Um immer über genügend Energie zu verfügen, speichern sie diese in Form von Reservestoffen ein. Die Energieproduktion findet in den grünen Blättern statt. Diese erzeugen mittels Fotosynthese Glukose, welche in Form von Saccharose an andere Gewebetypen abgegeben wird. Dies ist möglich, da Blätter weniger Energie verbrauchen als sie produzieren. Die Saccharose wird in Speicherorganen wie z.B. einer Kartoffelknolle aufgenommen und gelagert. Man unterteilt die Gewebe daher in Source-Gewebe (Quelle) und Sink-Gewebe (Senke) des Energiestoffwechsels.

  • Bestimme, welche Aussagen zur Atmung der Pflanzen nicht zutreffen.

    Tipps

    Pflanzen betreiben Fotosynthese und Atmung gleichzeitig.

    Die Zellatmung der Pflanzen dient der Energiegewinnung aus Glukose. Sie findet in den Mitochondrien statt und ist unabhängig von der Fotosynthese.

    Glukose wird nach der Fotosynthese zu Stärke verknüpft und häufig in den Wurzeln gelagert.

    Lösung

    Wie die meisten Lebewesen betreiben auch Pflanzen Atmung. Dieser Prozess dient der Energiegewinnung, indem aus Glukose ATP erzeugt wird. Anders als andere Lebewesen erzeugen Pflanzen ihre Glukose jedoch selbst mithilfe der Fotosynthese. Die erzeugte Glukose kann sofort in alle Pflanzenzellen transportiert werden, welche daraus Energie gewinnen. Natürlich muss dabei jede Zelle zu jeder Tageszeit versorgt werden. Nachts können Pflanzen jedoch keine Fotosynthese betreiben. Sie greifen daher auf eingelagerte Reserven von Glukose zurück. Die Pflanzen müssen also tagsüber so viel Glukose produzieren, um ihren Stoffwechsel zu versorgen und Reserven für die Nacht anzulegen.

  • Leite ab, welcher Organismus dem Source- und welcher dem Sink-Gewebe entspricht.

    Tipps

    Das Source- und Sink-Gewebe bezieht sich auf den Verbrauch und die Speicherung von energiereichen Stoffen, nicht auf Mineralstoffe.

    Lösung

    Da einige Pflanzen keine Speicherorgane bilden können oder selbst keine Fotosynthese betreiben, müssen sie sich andere Energiequellen suchen. Sie bilden Gemeinschaften mit anderen Organismen und beuten diese aus (Parasitismus) oder ermöglichen ihrem Partner auch einen Vorteil (Symbiose). Je nachdem, ob die Pflanze in der Wechselwirkung der Lieferant oder der Abnehmer der Energiequelle ist, entspricht sie dem Source- oder Sink-Gewebe. Sommewurz, Teufelszwirn, Cyanobakterien und Mykorrhiza-Pilze erhalten Energieträger und speichern es selbst, sie entsprechen dem Sink-Gewebe. Die Tomate, die Birke, der Farn und der Lein dienen ihrem Partner als Energiequelle, sie entsprechen dem Source-Gewebe.

  • Ordne die Funktionen den Strukturen und Prozessen in der Pflanze zu.

    Tipps

    Organe der Pflanze sind z.B. Blatt, Sprossachse, Blüte und Wurzel.

    Chloroplasten befinden sich oft in großen Mengen in Blattzellen.

    Lösung

    Um ihren Stoffwechsel aufrechterhalten zu können, müssen Pflanzen Energie aufnehmen und speichern. Vor allem nachts, während die Pflanze keine Fotosynthese durchführen kann, benötigt sie Energie aus ihren Speicherorganen wie der Knolle. Dabei wird der Speicherstoff Stärke wieder zu Glukose abgebaut. Glukose wird tagsüber wiederum in den Blättern durch Fotosynthese erzeugt und als Assimilationsstärke kurzfristig gespeichert. Dies geschieht in den Chloroplasten, wichtigen Zellbestandteilen. Es herrscht daher ein gewisses Gleichgewicht zwischen Energieproduktion und Energiespeicherung. Über das Transportsystem der Pflanzen, das Phloem, können sich die einzelnen Pflanzenorgane zu jeder Tageszeit mit den gerade benötigten Stoffen versorgen.

  • Leite die richtigen Erkenntnisse aus dem Experiment ab.

    Tipps

    Der Baum hat an Masse hinzugewonnen. Woher stammt diese Masse?

    Lösung

    Pflanzen ernähren sich ebenso wie Menschen und Tiere. In ihren Zellen läuft die innere Atmung ab, wobei Glukose durch Stoffwechselprozesse zum Energieträger ATP abgebaut wird. Jedoch können Pflanzen ihre Glukose selbst produzieren.

    Jean Baptiste van Helmont zeigte mit seinem Experiment, dass Pflanzen ihre Nahrung nicht aus der Erde erzeugen. Die Erde hatte nach 5 Jahren kaum am Masse verloren und konnte das starke Wachstum der Pflanze deshalb nicht verursacht haben. Da die Pflanze sich nicht bewegen konnte, blieb der einzige Schluss, dass sie sich aus der Luft ernähren müsse. Und tatsächlich weiß man heute, dass Pflanzen Kohlenstoffdioxid aus der Luft aufnehmen und in Glukose umwandeln. Da das Wachstum der Pflanze aber überall stattfand, muss die Nahrung, die aus der Luft gewonnen wird, auch zu den unterirdischen Wurzeln transportiert werden. Die Pflanze verfügt also über ein Versorgungssystem.

  • Bestimme, ob es sich um Source- oder Sink-Gewebe handelt.

    Tipps

    Überlege dir zunächst die Definition von Source- und Sink-Gewebe und deren Bedeutung.

    Bedenke, dass Source- und Sink-Gewebe auch wechseln können.

    Lösung

    Um Gewebe oder Organe in Source-Gewebe und Sink-Gewebe zu unterteilen, ist zunächst die Definition dieser Gewebe wichtig.

    Source-Gewebe ist jenes Gewebe, welche Energie liefert. Es gibt mehr Energie an andere Gewebe ab, als es selbst verbraucht. Daher wird es auch als Quelle der Energie bezeichnet. Sink-Gewebe hingegen nimmt mehr Energie auf, als es produziert.

    Je nachdem, ob ein Organ nun Energie aufnimmt oder abgibt, kann es nun Source- oder Sink-Gewebe sein. Dabei ist dieser Zustand nicht dauerhaft festgelegt. Knollen nehmen zunächst viel Energie auf, geben diese im Frühling an junge Keime aber wieder ab. Junge Blätter nehmen zunächst mehr Energie auf, als sie verbrauchen, versorgen im Sommer aber dagegen die gesamte Pflanze. Es findet also stets ein Wechsel der Source- und Sink-Gewebe statt.