Chlorophyll und Photosynthese
Chlorophyll-Moleküle
Quelle: Wikimedia Commons.
Chlorophyll ist ein Molekül (genauer gesagt, eine Familie sehr ähnlicher Moleküle), welches in vielen Pflanzen vorkommt, aber auch in einigen Bakterien und Algen. Es treibt mit der aus der Lichtabsorption gewonnenen Energie den Prozess der Photosynthese an.
Zellen eines Organismus, die Chlorophyll enthalten, besitzen zusätzlich spezielle Bausteine, die Chloroplasten genannt werden. Diese sind kleinere Versionen einer Zelle, die ihre eigene Membran und innere organische Komponenten haben.
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Innerhalb der Chloroplasten gibt es sogenannte Granum-Strukturen, bei welchen es sich tatsächlich um übereinander gestapelte runde Ausstülpungen einer Membran, den Thylakoiden handelt. In diesen Ausstülpungen befinden sich die Chlorophyll-Moleküle.
Photosynthese
Photosynthese bezeichnet den Prozess, bei dem Kohlendioxid (CO2) und Wasser in Glukose
(C2H12O6) umgewandelt werden:
Damit diese chemische Reaktion stattfinden kann, wird Energie in Form von Photonen (Licht) benötigt. Diese Energie liefern die Chlorophyll-Moleküle. Chlorophyll absorbiert das sichtbare Licht (vor allem das blaue und rote Licht und nur geringfügig das grün - weshalb Blätter für das menschliche Auge grün erscheinen).
Die absorbierte Energie macht die Spaltung der C-O und H-O Atombindungen aus CO2 und H2O und die neuen Verbindungen zu C-H und C-O der Glukose möglich. Die Glukose ist ein Energiespeichermolekül, welches die Energie in den C-H und C-O Bindungen trägt. Sie strömt dann durch das Venensystem der gesamten Pflanze. Wann immer die Pflanze Energie für eine chemische Reaktion benötigt, werden die Atombindungen gespalten und die gespeicherte Energie wird freigesetzt.
Zusätzlich zum Chlorophyll absorbieren auch andere Pigmente, wie die Carotenoide und die Anthocyane, Licht mit anderen Wellenlängen. Carotenoide absorbieren das Licht im blauen Bereich (zwischen 400 und 500 nm), wohingegen Anthocyane das Licht hauptsächlich im grünen Bereich (zwischen 500 und 600 nm) absorbieren.
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Organismen, die komplexe organische Bausteine aus anorganischen Molekülen produzieren, werden Autotrophe genannt. Diese Organismen benutzen Licht oder die Oxidation anorganischer Bausteine als Energielieferant. Heterotrophe hingegen benutzen Autotrophe als eine Quelle für Rohstoffe und Energie.
