Photosynthese: Licht, Pigmente und Prozesse

Photosynthese

Licht und Pigmente

Über 90 % der Photosynthese findet in Pflanzen statt. Das CO₂ aus der Atmosphäre gelangt durch Diffusion durch die Stomata und die Zellwände des Mesophylls zu den Chloroplasten. Die Photosyntheserate ist proportional zur CO₂-Konzentration in der Atmosphäre (ca. 0,03 %).

Chlorophyll ist ein grünes Pigment, das Licht im violetten, blauen und roten Spektrum absorbiert und grünes Licht reflektiert. Es besteht aus Tetrapyrrol-Verbindungen.

• Chlorophyll a: Blaugrün. Direkt an der Umwandlung von Lichtenergie in chemische Energie beteiligt.
• Chlorophyll b: Gelbgrün.
• Chlorophyll c: Braunalgen. Ohne Phytolschwanz.
• Chlorophyll d: Rotalgen.

Carotinoide sind rote, orange oder gelbe Pigmente, die in grünen Blättern vom Chlorophyll maskiert werden. Sie absorbieren Licht in anderen Wellenlängen als Chlorophyll a und schützen Chlorophyll vor oxidativer Zerstörung.

• Carotin: Ungesättigte Kohlenwasserstoffe.
• Xanthophyll: Sauerstoffhaltige ungesättigte Kohlenwasserstoffe.

Phycocyanin und Phycoerythrin sind blau-rote bzw. violette Pigmente in Blaualgen und Rotalgen.

Chlorophyll a und b absorbieren rotes und blaues Licht stark, während grünes Licht reflektiert wird.

Photosyntheseprozess

Die Photosynthese findet hauptsächlich in den Palisadenparenchymzellen statt, die sich unter der oberen Epidermis befinden. Diese Zellen enthalten viele Chloroplasten.

Die Photosynthese besteht aus zwei Phasen:

1. Lichtphase: Produktion von ATP und NADPH.
2. Dunkelphase: Nutzung von ATP und NADPH zur Reduktion von CO₂ und Bildung von Kohlenhydraten.

CAM-Pflanzen

CAM-Pflanzen (Crassulaceen-Säurestoffwechsel) sind an trockene Umgebungen angepasst. Sie öffnen ihre Stomata nachts, um CO₂ zu fixieren, und schließen sie tagsüber, um Wasserverlust zu minimieren.