Pflanzliche Ernährung & Photosynthese: Grundlagen & Prozess

Pflanzliche Ernährung und Photosynthese

Die Ernährung ist die Gesamtheit der Prozesse, durch die lebende Organismen Energie, Stoffe und Fremdmaterial in ihre eigenen Moleküle umwandeln.

Grundlagen der Ernährung

Ernährungstypen

• Autotrophie: Organismen nutzen Sonnenenergie, um Wasser und Mineralien aus dem Boden in Biomoleküle umzuwandeln.
• Heterotrophie: Tritt bei lebenden Organismen auf, die nicht die Energie der Sonne nutzen können und organische Stoffe aufnehmen müssen.

Der Prozess der Nährstoffaufnahme

Der Prozess umfasst:

1. Wasser steigt durch das Xylem von den Wurzeln zu den Blättern.
2. Im Wasser gelöste Mineralsalze liefern Magnesium, Stickstoff, Phosphor, Kalium, Chlorid, Eisen und weitere Nährstoffe.
3. Kohlendioxid aus der Luft liefert den Kohlenstoff, den Pflanzen benötigen.

Safttransport in Pflanzen

Arten von Pflanzensaft

• Rohsaft: (Wasser und Mineralsalze) steigt durch das Xylem-Gewebe, das aus hohlen Röhren besteht. Er gelangt von den Wurzeln zu den Blättern und anderen Teilen der Pflanze, wo die Photosynthese stattfindet.
• Assimilatsaft: (Biomoleküle in Flüssigkeit) wird durch das Phloem transportiert. Er wird nach oben und unten transportiert.

Wie Saft aufsteigt

• Transpirationssog: Verlust von Wasser durch die Spaltöffnungen der Blätter. Dieses Phänomen erzeugt einen Sog im Xylem, der den Saftfluss von der Wurzel zu den Blättern verursacht.
• Kapillarkraft: Kraft des Zusammenhalts (Kohäsion) der Wassermoleküle.

Struktur des Blattes

Wichtige Bestandteile des Blattes

• Spaltöffnungen: Kleine Poren in der Epidermis der Blätter, die den Gasaustausch und den Wasserverlust durch Transpiration ermöglichen.
• Blattspreite (Lamina): Laminare Zone des Blattes.
• Blattstiel: Stiel, der die Blattspreite mit dem Stängel verbindet.
• Kutikula: Dünne, wasserdichte Schicht.
• Epidermis: Zellschicht unter der Kutikula, meist einschichtig.
• Spaltöffnungen: Befinden sich meist an der Unterseite der Epidermis.
• Chloroplasten: Zellorganellen, die für die grüne Farbe der Blätter und Pflanzenteile verantwortlich sind.
• Chlorophyll: Ein Pigment, das die Energie der Sonne einfangen kann. Es ermöglicht die Umwandlung anorganischer Stoffe in Biomoleküle durch Photosynthese.

Photosynthese und Atmung

Photosynthese

Ein Prozess, bei dem die von Chlorophyll eingefangene Sonnenenergie in chemische Energie umgewandelt wird. Dabei wird Glukose produziert, das erste Produkt der Photosynthese.

Zellatmung

Findet in den Mitochondrien der Zelle statt und umfasst die Oxidation organischer Nährstoffe, um die darin enthaltene Energie freizusetzen.

Verwendung organischer Moleküle

Organische Moleküle (wie Glukose) werden verwendet für:

• Atmung: Glukose wird zur Energiegewinnung genutzt.
• Transport: Saccharose dient dem Transport von Zuckern.
• Speicherung: Glukose wird in Form von Stärke in Knollen, Stärkekörnern und Samen gespeichert.
• Biosynthese anderer Moleküle: Aus Glukose werden andere Biomoleküle wie pflanzliche Proteine, Zellulose und Lipide hergestellt.