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Umweltfaktor Licht

Fotosynthese
Fotosynthese und Ökologie / Abhängigkeit der Fotosyntheserate von Außenfaktoren

Planet Erde: Fotosynthese als Grundlage allen terrestrischen Lebens

Leben auf der Erde – in der Form, wie wir es momentan kennen – ist ca. 4 Milliarden Jahre alt.

  • Sauerstoff produzierende Lebewesen (z.B. Cyanobakterien) können als Fossilien nachgewiesen werden.
  • Alter: ca. 3,8 Milliarden Jahre
  • seither: Herstellung von Biomasse mithilfe von Sonnenlicht/Lichtenergie
  • Auf dieser Biomasse beruht alles Leben auf der Erde!

Primärproduktion: Biomasse, die mithilfe von Sonnenlicht oder Chemosynthese hergestellt wird. Produzenten sind Pflanzen, Cyanobakterien, chemosynthetische Bakterien. Ca. 1–3 % des gesamten Sonnenlichts wird dazu verwendet.

Bruttoprimärproduktion (BPP): Fotosyntheseprodukte gesamt

Nettoprimärproduktion (NPP): gesamte Fotosyntheseprodukte – Energie, die die Pflanze benötigt (Atmung/Respiration R)

NPP = BPP –R

pro Jahr: 1,5 x 1011 Tonnen Biomasse (Trockenmasse)

Methode

Zum Nachdenken:
Welche Ökosysteme haben den größten Anteil an der Bruttoprimärproduktion der Erde?

CO2 Haushalt: Was halten Sie von der Idee, das Kohlenstoffdioxid-Problem dadurch zu lösen, überschüssiges CO2 in die Tiefen der Ozeane zu pumpen?

Wodurch wird in aquatischen Ökosystemen die Primärproduktion limitiert?

Wodurch geschieht die Limitierung der Primärproduktion in terrestrischen Ökosystemen?

Wie können Sie die Fotosyntheseleistung einer Pflanze optimieren, wenn Ihnen die Absorptionsspektren von Chlorophyll und Carotinoiden bekannt sind?

Umweltfaktor Licht – Lichtsättigungskurve der Fotosynthese

Im Dunkeln kann die Pflanze keine Lichtreaktion betreiben, da die Lichtstärke für die Fotosysteme I + II nicht ausreicht. Reservestoffe (z.B. Stärke) müssen nun veratmet werden. Es wird CO2 freigesetzt und Sauerstoff benötigt. Licht stellt den limitierenden Faktor dar.

Je mehr Licht zur Verfügung steht, umso besser kann Fotosynthese (Lichtreaktion) betrieben werden. Nun aber wird CO2 zum limitierenden Faktor!

Der Punkt, an dem die CO2-Produktion und die CO2-Aufnahme gleich groß sind, wird Lichtkompensationspunkt genannt.

Gezeigt ist die Fotosyntheserate in Abhängigkeit der Lichtintensität: eine Sättigungskurve. Licht oder CO2 sind je nach Lichtintensität die limitierenden Faktoren der Fotosynthese.
Gezeigt ist die Fotosyntheserate in Abhängigkeit der Lichtintensität: eine Sättigungskurve. Licht oder CO2 sind je nach Lichtintensität die limitierenden Faktoren der Fotosynthese.
Bild von Autor Dr. Martina Henn-Sax

Autor: Dr. Martina Henn-Sax

Dieses Dokument Umweltfaktor Licht ist Teil eines interaktiven Online-Kurses zum Thema Stoffwechsel.

Dr. Martina Henn-Sax verfügt über langjährige Erfahrung auf diesem Themengebiet.
Vorstellung des Online-Kurses StoffwechselStoffwechsel
Dieser Inhalt ist Bestandteil des Online-Kurses

Stoffwechsel

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Diese Themen werden im Kurs behandelt:

[Bitte auf Kapitelüberschriften klicken, um Unterthemen anzuzeigen]

  • Grundlagen des Stoffwechsels
    • Einleitung zu Grundlagen des Stoffwechsels
    • Grundlagen des Stoffwechsels (Allgemein)
    • Energieumwandlung
      • Einleitung zu Energieumwandlung
      • Wege der Energieumwandlung - Basiswissen Chemie
        • Einleitung zu Wege der Energieumwandlung - Basiswissen Chemie
        • Wasser - das Lebenselexier
        • Kohlenwasserstoffe und funktionelle Gruppen
          • Einleitung zu Kohlenwasserstoffe und funktionelle Gruppen
          • Charakteristischen Reaktionen
      • Zellen und Organellen des Stoffwechsels
    • Fließgleichgewicht und Regulation des Stoffwechsels
    • Stoffwechselregulation
  • Prozesse zur ATP-Gewinnung
    • Einleitung zu Prozesse zur ATP-Gewinnung
    • Enzymatik - Grundlage: Proteinwissen generell
      • Einleitung zu Enzymatik - Grundlage: Proteinwissen generell
      • Aufbau von Proteinen
      • Eigenschaften der Enzyme
        • Einleitung zu Eigenschaften der Enzyme
        • Schlüssel-Schloss-Prinzip
      • Ablauf der Enzymreaktion
      • Möglichkeiten der Enzymbeeinflussung
        • Einleitung zu Möglichkeiten der Enzymbeeinflussung
        • Biokatalysatoren: Einfluss von Temperatur, pH, Salzkonzentration
        • kompetetive Hemmung
        • nicht kompetitive Hemmung
        • allosterische Wechselwirkung
          • Einleitung zu allosterische Wechselwirkung
          • Schwermetalle und Enzymaktivität
      • Einfluss von Hitze auf Enzyme - Ein Experiment
        • Einleitung zu Einfluss von Hitze auf Enzyme - Ein Experiment
        • Beispiele für Enzymreaktionen - Urease
        • Beispiele für Enzymreaktionen - Katalase
      • Enzyme im Alltag
  • Fotosynthese
    • Einleitung zu Fotosynthese
    • Ort der Fotosynthese
      • Einleitung zu Ort der Fotosynthese
      • Chloroplasten: Organelle der Fotosynthese
        • Einleitung zu Chloroplasten: Organelle der Fotosynthese
        • Endosymbionten-Hypothese
    • Primärreaktion der Fotosynthese
      • Einleitung zu Primärreaktion der Fotosynthese
      • Lichtsammelkomplexe
      • Frühe Experimente zur Fotosynthese
      • Experiment: Dünnschicht-Chromatographie (DC) der Blattfarbstoffe
      • Primärvorgänge der Fotosynthese
        • Einleitung zu Primärvorgänge der Fotosynthese
        • Wasserspaltung durch Licht
        • Elektronentransport und Fotophosphorylierung
      • Zyklische Fotophosphorylierung
      • Chemiosmose
        • Einleitung zu Chemiosmose
        • Redoxchemie
      • ATP-Synthase
      • Lichtreaktion auf einen Blick
        • Einleitung zu Lichtreaktion auf einen Blick
        • Lichtreaktion: Weiterverwendung der Endprodukte
    • Sekundärvorgänge der Fotosynthese
      • Einleitung zu Sekundärvorgänge der Fotosynthese
      • C-Körper-Schema des Calvin-Zyklus
      • Autoradiagraphie bringt Licht in die Dunkelreaktion
      • Katalyse: Enzymreaktion am Beispiel der Dunkelreaktion
    • Fotosynthese in Gleichungen
    • Aufklärung der Fotosynthese
    • Fotosynthese und Ökologie
      • Einleitung zu Fotosynthese und Ökologie
      • Abhängigkeit der Fotosyntheserate von Außenfaktoren
        • Einleitung zu Abhängigkeit der Fotosyntheserate von Außenfaktoren
        • Umweltfaktor Licht
        • Umweltfaktor Wasser
      • Fotosynthesevarianten: Anpassung an die Umwelt
      • CAM-Pflanzen
      • C4-Pflanzen
      • Fotosyntheseprodukte der Pflanze -> Bedeutung und Speicherung
      • Zusammenfassung: Fotosynthese
    • Chemosynthese: es funktioniert auch ohne Licht
      • Einleitung zu Chemosynthese: es funktioniert auch ohne Licht
      • autotrophe Assimilation am Beispiel nitrifizierender Bakterien
  • Stoffwechsel vielzelliger Tiere - Wo kommt die Glukose her?
    • Einleitung zu Stoffwechsel vielzelliger Tiere - Wo kommt die Glukose her?
    • Verdauung und Resorption - Verdauungssystem
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    • Berechnung des Energieumsatzes
    • Gesundheit und Nahrung
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    • Zellatmung: Abhängigkeit von inneren und äußeren Faktoren
      • Einleitung zu Zellatmung: Abhängigkeit von inneren und äußeren Faktoren
      • Energiebilanz und Regulation der Atmung
      • Regulation des Stoffwechsels
      • Regulation der Phosphofruktokinase (PFK)
    • Pyruvat als Scheitelpunkt: mit oder ohne Sauerstoff?
      • Einleitung zu Pyruvat als Scheitelpunkt: mit oder ohne Sauerstoff?
      • Milchsäuregärung
      • alkoholische Gärung
        • Einleitung zu alkoholische Gärung
        • Experimente zur alkoholischen Gärung
      • heterotrophe Assimilation
    • Zusammenfassung: Zellatmung
      • Einleitung zu Zusammenfassung: Zellatmung
      • Gemeinsamkeiten und Unterschiede bei diesen ATP-produzuierenden Prozessen
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    Ein Kursnutzer am 05.03.2016:
    "Die Texte sind sowohl einfach verständlich, als auch sehr detailliert!"

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    Ein Kursnutzer am 26.10.2015:
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