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Wie funktioniert Fotosynthese?

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Team Realfilm
Wie funktioniert Fotosynthese?
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Beschreibung Wie funktioniert Fotosynthese?

Fotosynthese – Biologie

Hast du dich schon einmal gefragt, warum der Amazonas-Regenwald als „die grüne Lunge der Erde“ bezeichnet wird? Das liegt daran, dass ein großer Teil des weltweit zur Verfügung stehenden Sauerstoffs dort seinen Ursprung hat. So wie die Bäume des Amazonas-Regenwaldes sind alle Pflanzen in der Lage, mittels Fotosynthese den für uns lebensnotwendigen Sauerstoff zu produzieren.

Fotosynthese – Definition

Die Fotosynthese (auch Photosynthese) ist eine chemische Reaktion. Dabei werden Wasser $(H_2O)$ und Kohlenstoffdioxid $(CO_2)$ von der Pflanze aufgenommen und mit Hilfe der Energie des Sonnenlichts zu Sauerstoff $(O_2)$ und Glucose $(C_6H_{12}O_6)$ umgewandelt. Die Definition der Fotosynthese lässt sich auch in einer Wortgleichung zusammenfassen. Die Fotosynthese-Gleichung ist:

Wasser + Kohlenstoffdioxid + Licht → Sauerstoff + Glucose

Die Reaktionsgleichung der Fotosynthese kann man auch in einer Formelgleichung darstellen. Hierbei wird die Energie des Lichts nicht extra aufgeführt. Die Fotosynthese-Formel ist:

$6~CO_2$ + $6~H_2O$ → $6~O_2$ + $C_6H_{12}O_6$

Fotosynthese – Ablauf

Auch wenn die Fotosynthesegleichung einfach ist, so erfordert es ein gutes Zusammenspiel verschiedener Pflanzenbestandteile, damit die Fotosynthese ablaufen kann.

Wo findet die Fotosynthese statt?
Die für die Fotosynthese nötigen Ausgangsstoffe sind Wasser und Kohlenstoffdioxid. Die Wurzeln von Pflanzen und Bäumen besitzen Wurzelhaarzellen, die Wasser aus der Umgebung aufnehmen können. Anschließend wird das Wasser über das Xylem, ein Leitsystem aus Röhren, bis hin zu den Blättern geleitet. Über winzige Löcher in den Blättern, Stomata genannt, dringt Kohlenstoffdioxid in die Pflanze ein. Die eigentliche Reaktion der Fotosynthese findet in den Chloroplasten statt. Chloroplasten sind Zellbestandteile der Blätter und enthalten das Chlorophyll, einen Blattfarbstoff, der für ihre grüne Farbe sorgt.

Wie funktioniert Fotosynthese

Was passiert bei der Fotosynthese?
Das Chlorophyll fängt die Energie des Sonnenlichts ein. Mit Hilfe dieser Energie wird Kohlenstoffdioxid aus der Luft an den Wasserstoff aus dem Wasser gebunden. Es entsteht Glucose, welches für das Wachstum der Pflanze verwendet und als Stärke gespeichert wird. Ein wichtiges Nebenprodukt der Fotosynthesereaktion ist Sauerstoff. Er wird über die Stomata an die Umwelt abgegeben.

Bedeutung der Fotosynthese

Bedeutung für unsere Atmosphäre
Der Amazonas-Regenwald, die grüne Lunge der Erde, produziert nach Schätzungen 20 % des weltweiten Sauerstoffs. Aber Pflanzen produzieren nicht nur Sauerstoff, sie binden auch große Mengen Kohlenstoffdioxid aus der Luft. Kohlenstoffdioxid ist ein Gas, welches zur Erderwärmung beiträgt und Treibhausgas genannt wird. Es ist mitverantwortlich für den Klimawandel. Die Fotosynthese liefert also nicht nur Sauerstoff zum Atmen, sie entzieht der Atmosphäre auch Kohlenstoffdioxid und hält somit unsere Atmosphäre im Gleichgewicht.

Bedeutung für die Nahrungskette
Ein weiteres wichtiges Produkt der Fotosynthese ist die Glucose. Ohne sie können Pflanzen weder wachsen, noch sich vermehren.
Was würde passieren, wenn es keine Pflanzen gäbe? Vielen Tieren und auch uns Menschen würde die Nahrungsgrundlage fehlen, denn am Anfang jeder Nahrungskette stehen Pflanzen.

Fotosynthese Kreislauf

Die Fotosynthese ist eine der wichtigsten chemischen Reaktionen überhaupt und von großer Bedeutung für alle komplexen Lebewesen, auch für uns Menschen.

Dieses Video

Wie funktioniert Fotosynthese? Was ist Fotosynthese? Die Antworten findest du im Video, welches dir die Fotosynthese leicht erklärt. Teste anschließend dein Wissen zur Fotosynthese, Arbeitsblatt und Übungsfragen findest du im Downloadbereich. Viel Erfolg!

Transkript Wie funktioniert Fotosynthese?

Pflanzen können ihre Nahrung selbst herstellen. Dazu nutzen sie nur Kohlendioxid, Wasser und die Energie des Sonnenlichts. Diese chemische Reaktion heißt Photosynthese und hilft allen anderen komplexen Lebewesen auf der Erde. Jedes Blatt ist eine solarbetriebene Lebensmittelfabrik, die die von der Pflanze benötigte Nahrung aus einfachen Zutaten herstellt: Wasser und Kohlendioxid. Wasser gelangt über Wurzelhaarzellen in die Pflanze und wandert in Röhren, die Xylem genannt werden, zu den Blättern. Kohlendioxid aus der Atmosphäre dringt durch winzige Löcher, sogenannte Stomata, in das Blatt ein. Und hier in den Chloroplasten –winzigen Zellstofftaschen, die mit Chlorophyll gefüllt sind,– findet die Photosynthese statt. Chlorophyll ist der Schlüssel. Es fängt Energie von der Sonne ein und bindet damit Kohlendioxid aus der Luft an Wasserstoff aus dem Wasser. Dieser Vorgang produziert Glukose, die für das Wachstum der Pflanze verwendet und als Stärke gespeichert wird. Dabei wird ein Abgas – Sauerstoff – produziert. Wie auch Kohlendioxid, so wird auch Sauerstoff über die Stomata ausgetauscht. Die Photosynthese ist eine einfache Gleichung. Ohne diesen wichtigen Prozess könnten Pflanzen nicht wachsen. Und wenn Pflanzen nicht wachsen und sich vermehren könnten, hätten andere Lebewesen nichts zu essen. Pflanzen sind die Basis der weltweiten Nahrungskette. Ihr Verbrauch von Kohlendioxid und ihre Produktion von Sauerstoff durch die Photosynthese schaffen unsere lebenserhaltende Atmosphäre. Deshalb ist die Photosynthese vielleicht die wichtigste chemische Reaktion überhaupt.

33 Kommentare

33 Kommentare
  1. Ich liebe Pflanzen ich hab auch einen eigenes Beet mit sehr vielen Pflanzen

    Von Jacky, vor 3 Tagen
  2. Ich auch

    Von Elena , vor 3 Tagen
  3. Ich liebe die Natur

    Von Valentina ‍‍‍⭐️, vor 6 Tagen
  4. Gutes Video. Nice Hintergrundmusik.

    Von EPIC GAMr, vor 9 Tagen
  5. Das ist sehr hilfreich

    Von Louisa, vor etwa 2 Monaten
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Wie funktioniert Fotosynthese? Übung

Du möchtest dein gelerntes Wissen anwenden? Mit den Aufgaben zum Video Wie funktioniert Fotosynthese? kannst du es wiederholen und üben.
  • Formuliere die Wortgleichung der Fotosynthese.

    Tipps

    Welches Gas verbrauchen die Pflanzen bei der Fotosynthese und welches produzieren sie? Die Ausgangsstoffe stehen links vom Pfeil und die Produkte rechts.

    Glukose wird auch als Traubenzucker bezeichnet.

    Lösung

    Die Fotosynthese ist ein Stoffwechselprozess, bei dem aus den aufgenommenen anorganischen Stoffen Wasser und Kohlenstoffdioxid (auch: Kohlendioxid) unter Nutzung der Energie des Lichtes und mithilfe des Chlorophylls, also des grünen Blattfarbstoffs, Glukose aufgebaut wird. Dabei wird Sauerstoff frei und an die Umwelt abgegeben.

  • Stelle den Zusammenhang zwischen der Fotosynthese und der Zellatmung dar.

    Tipps

    Welches Gas aus der Luft benötigen wir zum Atmen?

    Pflanzen sind Produzenten. Sie produzieren energiereiche Biomasse, die ihnen selbst und anderen Lebewesen als Nahrung dient.

    Lösung

    Pflanzen stellen bei der Fotosynthese aus Kohlenstoffdioxid (auch: Kohlendioxid), Wasser und der Energie des Sonnenlichtes den Zucker Glukose her. Dabei geben sie Sauerstoff an die Umwelt ab. Die Pflanzen können sich von der hergestellten Glukose ernähren.

    Auch Tiere und Menschen ernähren sich entweder direkt oder indirekt von Glukose. Sie benötigen sowohl Sauerstoff als auch Glukose, um durch den Prozess der Zellatmung Energie zu gewinnen. Dabei wird Kohlenstoffdioxid produziert, an die Luft abgeben und von Pflanzen wieder aufgenommen.

  • Beschreibe, wie die Ausgangsstoffe der Fotosynthese in die Blätter gelangen.

    Tipps

    Der Begriff Stomata ist der Plural der Wortes Stoma, welches aus dem Griechischen kommt und übersetzt „Öffnung“ bedeutet.

    Lösung

    Wasser und Kohlenstoffdioxid sind die Ausgangsstoffe der Fotosynthese.
    Doch wie kommen sie in die Pflanze?

    Wenn es regnet, sickert Wasser in den Boden. Von dort gelangt es über Wurzelhaarzellen in die Pflanze und wandert in Röhren, die sich im Xylem befinden, zu den Blättern.

    Kohlenstoffdioxid befindet sich in der Luft und dringt durch winzige Poren, sogenannte Stomata, in das Blatt ein. In den Zellen der Blätter befinden sich winzige Zellstofftaschen, die Chloroplasten, die mit Chlorophyll gefüllt sind.
    Hier findet die Fotosynthese statt.

  • Leite aus deinen bisherigen Erkenntnissen das Ergebnis des dargestellten Versuchs zum Stärkenachweis ab.

    Tipps

    Das Chlorophyll der Chloroplasten wird auch als Blattgrün bezeichnet. In den Chloroplasten findet die Fotosynthese statt.

    Stärke ist die Speicherform von Glukose.

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

    Alufolie ist lichtundurchlässig.

    Lösung

    Pflanzen erzeugen durch Fotosynthese Glukose. Das kann mithilfe eines Stärkenachweises bewiesen werden, denn Stärke ist die Speicherform von Glukose.

    Eine Schwarzblaufärbung tritt nur an den vormals grünen Bereichen des Blattes auf. Dies liegt daran, dass Glukose in den Chloroplasten mit Hilfe des grünen Blattfarbstoffes Chlorophyll gebildet wird und anschließend in Form von Stärke gespeichert wird.

    Zudem wird für die Fotosynthese Licht benötigt. Da Alufolie lichtundurchlässig ist, konnte an den abgedeckten Stellen keine Glukose gebildet werden.

  • Nenne das Hauptprodukt der Fotosynthese.

    Tipps

    Viele Menschen nehmen Tabletten vor einer Prüfung oder beim Sport mit diesem Stoff zu sich, um ihrem Körper schnell Energie zuzuführen.

    Der Zucker wurde erstmals in Trauben entdeckt und hat daher einen seiner Namen.

    Lösung

    Pflanzen besitzen die Fähigkeit ihre Nahrung selbst zu erzeugen. Diese Nahrung ist ein Zucker mit dem Namen Glukose oder Glucose und wird auch als Traubenzucker oder Dextrose bezeichnet. Glukose ist das Hauptprodukt der Fotosynthese.
    Als Nebenprodukt entsteht bei der Fotosynthese Sauerstoff, der für uns lebensnotwendig ist.

  • Ordne die dargestellten Lebewesen anhand ihrer Nahrungsbeziehungen in einer möglichen Nahrungskette an.

    Tipps

    Du kannst eine Nahrungskette aufstellen, indem du dich fragst: „Wer frisst wen?“. Beginne mit dem ersten Lebewesen, welches gefressen wird.

    Der Maulwurf gehört zu der Ordnung der Insektenfresser.

    In der Abbildung siehst du eine andere mögliche Nahrungskette für das Ökosystem Wald.

    Lösung

    Nahrungsketten zeigen die Nahrungsbeziehungen zwischen Lebewesen in linearer Form.

    Pflanzen sind Produzenten. Sie produzieren aus den anorganischen Stoffen Kohlenstoffdioxid und Wasser durch Fotosynthese energiereiche Biomasse, die ihnen selbst und anderen Lebewesen als Nahrung dient. Sie stehen somit am Anfang einer Nahrungskette.

    Viele verschiedene Tiere ernähren sich von Pflanzen. Diese Pflanzenfresser stellen die erste Gruppe der Konsumenten dar und werden daher auch als Primärkonsumenten oder Konsumenten erster Ordnung bezeichnet. Zu dieser Gruppe gehören beispielsweise Heuschrecken.

    Als Konsumenten zweiter Ordnung oder Sekundärkonsumenten werden Fleischfresser bezeichnet, die sich von Pflanzenfressern ernähren. Der Maulwurf stellt in unserem Beispiel einen solchen Konsumenten dar.

    Alle Fleischfresser, die sich von anderen Fleischfressern ernähren, zählen zu den Konsumenten dritter oder höherer Ordnung. In unserem Beispiel ist das Wiesel ein Tertiärkonsument.

    Der Fuchs bildet in unserem Fall das Ende der Nahrungskette. Er hat, außer dem Menschen, keine natürlichen Feinde und wird daher als Endkonsument bezeichnet.

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