Was sind die Produkte der Photosynthese?

Ergebnis der Photosynthese in Pflanzen

Chlorophyll in Pflanzenblättern wandelt Kohlendioxid und Wasser in die Produkte Glukose und Sauerstoff um. Connie Coleman/Getty Images

Photosynthese ist die Bezeichnung für eine Reihe chemischer Reaktionen, die von Pflanzen durchgeführt werden, um Sonnenenergie in chemische Energie in Form von Zucker umzuwandeln. Insbesondere Pflanzen nutzen Energie aus dem Sonnenlicht, um zu reagieren Kohlendioxid und Wasser Zucker produzieren ( Glucose ) und Sauerstoff . Viele Reaktionen finden statt, aber die allgemeine chemische Reaktion für die Photosynthese ist:

• 6 CO_zwei+ 6 Std_zweiO + Licht → C₆H₁₂Ö₆+ 6 Ö_zwei
• Kohlendioxid + Wasser + Licht ergibt Glukose + Sauerstoff

In eine Pflanze tritt das Kohlendioxid über Blattspaltöffnungen ein Diffusion . Wasser wird durch die Wurzeln aufgenommen und durch das Xylem zu den Blättern transportiert. Sonnenenergie wird vom Chlorophyll in den Blättern absorbiert. Die Reaktionen von Photosynthese kommen in den Chloroplasten von Pflanzen vor. Bei photosynthetischen Bakterien findet der Prozess dort statt, wo Chlorophyll oder ein verwandtes Pigment in die Plasmamembran eingebettet ist. Der bei der Photosynthese produzierte Sauerstoff und das Wasser treten durch die Stomata aus.

Die zentralen Thesen

• Bei der Photosynthese wird Lichtenergie genutzt, um Kohlendioxid und Wasser in Glukose und Sauerstoff umzuwandeln.
• Aus 6 Kohlendioxid- und 6 Wassermolekülen entstehen 1 Glucosemolekül und 6 Sauerstoffmoleküle.

Tatsächlich reservieren Pflanzen nur sehr wenig Glukose für den sofortigen Gebrauch. Glucosemoleküle werden durch Dehydratisierungssynthese zu Cellulose verbunden, die als Strukturmaterial verwendet wird. Die Dehydratisierungssynthese wird auch verwendet, um Glukose in Stärke umzuwandeln, die Pflanzen zum Speichern von Energie verwenden.

Zwischenprodukte der Photosynthese

Die gesamte Chemikalie Gleichung ist eine Zusammenfassung einer Reihe chemischer Reaktionen. Diese Reaktionen laufen in zwei Stufen ab. Die Lichtreaktionen erfordern Licht (wie Sie sich vielleicht vorstellen können), während die Dunkelreaktionen von Enzymen gesteuert werden. Sie erfordern keine Dunkelheit – sie sind einfach nicht auf Licht angewiesen.

Die Lichtreaktionen absorbieren Licht und nutzen die Energie, um Elektronentransfers anzutreiben. Die meisten photosynthetischen Organismen fangen sichtbares Licht ein, obwohl einige Infrarotlicht verwenden. Produkte dieser Reaktionen sind Adenosintriphosphat ( ATP ) und reduziertes Nicotinamidadenindinukleotidphosphat (NADPH). In Pflanzenzellen finden die lichtabhängigen Reaktionen in der Chloroplasten-Thylakoidmembran statt. Die Gesamtreaktion für die lichtabhängigen Reaktionen ist:

• 2 Std_zweiO+2NADP⁺+ 3 ADP + 3 P_ich+ Licht → 2 NADPH + 2 H⁺+ 3 ATP + O_zwei

Im Dunkelstadium reduzieren ATP und NADPH schließlich Kohlendioxid und andere Moleküle. Kohlendioxid aus der Luft wird in eine biologisch verwertbare Form, Glukose, „fixiert“. Bei Pflanzen, Algen und Cyanobakterien werden die Dunkelreaktionen als Calvin-Zyklus bezeichnet. Bakterien können verschiedene Reaktionen verwenden, einschließlich einer Umkehrung Krebs Zyklus . Die Gesamtreaktion für die lichtunabhängige Reaktion einer Pflanze (Calvin-Zyklus) ist:

• 3 CO_zwei+ 9 ATP + 6 NADPH + 6 H⁺→ C₃H₆Ö₃-Phosphat + 9 ADP + 8 P_ich+ 6 NADP⁺+ 3 Std_zweiÖ

Während der Kohlenstofffixierung wird das Drei-Kohlenstoff-Produkt des Calvin-Zyklus in das endgültige Kohlenhydratprodukt umgewandelt.

VectorMine/Getty Images

Faktoren, die die Photosyntheserate beeinflussen

Wie bei jeder chemischen Reaktion bestimmt die Verfügbarkeit der Reaktanten die Menge an Produkten, die hergestellt werden können. Die Begrenzung der Verfügbarkeit von Kohlendioxid oder Wasser verlangsamt die Produktion von Glukose und Sauerstoff. Die Geschwindigkeit der Reaktionen wird auch durch die Temperatur und die Verfügbarkeit von Mineralien beeinflusst, die in den Zwischenreaktionen benötigt werden können.

Die allgemeine Gesundheit der Pflanze (oder eines anderen photosynthetischen Organismus) spielt ebenfalls eine Rolle. Die Geschwindigkeit der Stoffwechselreaktionen wird teilweise durch die Reife des Organismus bestimmt und ob er blüht oder Früchte trägt.

Was ist Nicht ein Produkt der Photosynthese?

Wenn Sie bei einem Test nach Photosynthese gefragt werden, werden Sie möglicherweise gebeten, die Produkte der Reaktion zu identifizieren. Das ist ziemlich einfach, oder? Eine andere Form der Frage ist zu fragen, was ist nicht ein Produkt der Photosynthese. Leider wird dies keine offene Frage sein, die Sie leicht mit „Eisen“ oder „ein Auto“ oder „Ihre Mutter“ beantworten könnten. Normalerweise ist dies eine Multiple-Choice-Frage, die Moleküle auflistet, die Reaktanten oder Produkte der Photosynthese sind. Die Antwort ist jede Wahl außer Glukose oder Sauerstoff. Die Frage kann auch formuliert werden, um zu beantworten, was ist nicht ein Produkt der Lichtreaktionen oder der Dunkelreaktionen. Daher ist es eine gute Idee, die gesamten Reaktanten und Produkte für die allgemeine Photosynthesegleichung, die Lichtreaktionen und die Dunkelreaktionen zu kennen.

Quellen

• Bidlack, J. E.; Stern, K. R.; Jansky, S. (2003). Einführung in die Pflanzenbiologie . New York: McGraw-Hill. ISBN 978-0-07-290941-8.
• Blankenship, R.E. (2014). Molekulare Mechanismen der Photosynthese (2. Aufl.). John Wiley & Söhne. ISBN 978-1-4051-8975-0
• Reece J. B., et al. (2013). Campbell-Biologie . Benjamin Cummings. ISBN 978-0-321-77565-8.