Wie entsteht Glukose in der Photosynthese?

Sonnenlicht scheint auf Bäumen im Wald. (Bild: alexkich / iStock / Getty Images)

Lichtabsorption

Der erste Schritt zur Bildung von Glukose aus der Photosynthese ist die Absorption von Licht. Laut der Website des Estrella Mountain Community College kann eines von drei Dingen passieren, wenn Sonnenlicht auf einen Organismus trifft, der Photosynthese durchführen kann (z. B. eine Pflanze). Die Lichtenergie kann als Wärme abgegeben werden; es kann bei einer anderen Wellenlänge (Farbe) wieder emittiert werden; oder es kann eine chemische Reaktion auslösen. Photosynthetische Organismen enthalten verschiedene Pigmente, z. B. Chlorophyll, die Licht absorbieren und nutzen können, um energiereiche Moleküle herzustellen. Wenn Licht von diesen Pigmenten absorbiert wird, wird ein energiereiches Teilchen (Elektron genannt) freigesetzt, aus dem die Lichtenergie in chemische Energie umgewandelt werden kann. Dieser Teil der Photosynthese wird als Lichtreaktion bezeichnet. weil es in Teilen des Organismus vorkommen muss, die Sonnenlicht empfangen.

ATP und Kohlendioxid

Sobald hochenergetische Elektronen erzeugt wurden, kann der photosynthetische Organismus diese Elektronen in Zucker umwandeln. Der erste Schritt besteht darin, diese Energie in einer stabileren Form zu speichern. Das Elektron wird von Molekülen im Organismus absorbiert, die eine Reihe von Reaktionen ausführen können. Diese Reaktionen nutzen die Energie des Elektrons, um ein Molekül zu bilden, das als Adenosintriphosphat (ATP) bezeichnet wird. ATP ist ein Molekül, das DNA ähnelt, aber von Organismen als temporärer Energiespeicher verwendet wird. Um die Energie aus ATP in Glukose umzuwandeln, benötigen Pflanzen auch Kohlendioxid, das sie aus der Atmosphäre (oder bei unter Wasser lebenden Pflanzen aus dem umgebenden Wasser) gewinnen..

Glukose-Herstellung

Laut der Biologieabteilung der University of Cincinnati wird Kohlendioxid und ATP in der sogenannten Dunkelreaktion in Glukose umgewandelt (weil sie nicht direkt Licht erfordert). Drei ATP-Moleküle reagieren mit drei Molekülen Kohlendioxid über eine Reihe chemischer Reaktionen (als Calvin-Zyklus bezeichnet) und bilden ein Zwischenprodukt, das als Glyceraldehyd-3-phosphat bezeichnet wird. Zwei der Glyceraldehyd-3-phosphat-Moleküle werden dann kombiniert, um ein Glucosemolekül zu bilden. Daher werden sechs Moleküle Kohlendioxid und Lichtenergie benötigt, um ein Molekül Glukose für die Photosynthese herzustellen.