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Die Fotosynthese – Grundlage allen Lebens (für Tablets geeignet)

Das Wunder der Natur: Aus Licht und Wasser stellen Pflanzen mithilfe ihrer Chloroplasten organisches Material her. Wie dies genau funktioniert, kann man hier entdecken - im Innern eines Blattes! Der animierte "Chloro" führt durch den Prozess der Fotosynthese …

Diese Anwendung ist in HTML5 programmiert und eignet sich somit auch für die Nutzung auf mobilen Endgeräten.

Animation zur Fotosynthese starten (für Tablets geeignet)

In der interaktiven Animation können Schüler auf spielerische Weise den Prozess der Fotosynthese miterleben. In diesem Schritt "trinkt" Chloro das für die Fotosynthese benötigte Wasser.

Funktionsweise der interaktiven Animation

Schritt für Schritt lässt sich der Prozess der Fotosynthese mitverfolgen. Hierzu muss man mit der Maus die Objekte auf dem Bildschirm erkunden. Fährt man über eine sensitive Fläche, so färbt sich diese rot ein. Beim Klicken dieser Aktionsfläche startet die Animation.

Detailansicht der Animation: Der roteingefärbte Wasserhahn startet die Animation

Der animierte Chloro erklärt das Prinzip der Fotosynthese auf anschauliche Weise. Sensitive Flächen, die anklickbar sind – wie der Wasserhahn – färben sich beim Kontakt mit der Maus rot ein.

Da Wasser einer der Grundstoffe ist, die ein Chloroplast zu Fotosynthese braucht, muss zunächst der Wasserhahn angeklickt werden. Als nächster Schritt muss man auf die Liegestühle klicken, sodass Chloro Sonnenenergie tanken kann. Nun läuft eine längere Animation ab, in der die biochemischen Hintergründe der ersten Phase der Fotosynthese – die Lichtreaktion – erläutert werden.

In einem weiteren Schritt wird deutlich, dass Pflanzen als Abfallprodukt der Fotosynthese Sauerstoff produzieren, welcher von Mensch und Tier zum Leben gebraucht wird. Mit der verbrauchten Atemluft wiederum wird Kohlenstoffdioxid abgegeben, das von den Pflanzen aufgenommen wird. Die biochemische Produktion von Traubenzucker kann in der vorletzten Phase der Animation miterlebt werden. Über die Leitbündel können die Zuckermoleküle letztendlich aus dem Blatt in andere Teile der Pflanze transportiert werden, wie der Wurzel und dem Wipfel.

Die Fotosynthese - Wissenschaftliche Hintergründe

Der Vorgang des Stärkeaufbaus unter Lichteinfluss wird als Fotosynthese bezeichnet, denn die Bildung der Stärke findet nur unter dem Einfluss von Licht statt. Die Fotosynthese beinhaltet komplexe biochemische Reaktionen, sie kann aber vereinfacht zusammengefasst werden:

Vereinfachte Formel der Fotosynthese

Die Fotosynthese ist der wichtigste Stoffwechselprozess in der Natur, denn sie ist die Grundlage allen Lebens. Man weiß heute, dass die Erde bis zum Auftreten der ersten grünen Pflanzen über eine sauerstofffreie Atmosphäre verfügte. Erst durch die Fotosyntheseleistung der Pflanzen wurde die Erdatmosphäre langsam mit Sauerstoff angereichert. Damit wurde die Grundlage für die Atmung von Tieren und Menschen gelegt und somit auch für das Auftreten dieser Lebewesen.

Durch die Fotosynthese sind Pflanzen in der Lage die Energie des Sonnenlichtes in Form von organischen Verbindungen (z. B. Stärke) zu speichern. Diese Energie ist Grundlage aller Lebensvorgänge bei Pflanzen, Tieren und Menschen.

Nährstoffe aus der Pflanze

Detailansicht der Animation: Lichtreaktion

Diese Animation verdeutlicht die Lichtreaktion der Fotosynthese.

Als Nährstoffe bezeichnet man die Verbindungen, die zur Energiegewinnung und zum Körperaufbau verwendet werden. Es sind Kohlenhydrate, Fette und Eiweiße.Die Stärke und der Traubenzucker, die in der Fotosynthese hergestellt werden, gehören zu den Kohlenhydraten. Woher stammen aber die anderen Nährstoffe, wie z. B. das Öl aus Sonnenblumenkernen und Oliven, oder das Eiweiß aus dem Vollkornbrot? Grundlage all dieser Stoffe sind die Kohlenhydrate aus der Fotosynthese. Ein Teil davon geht in komplizierte Stoffwechselprozesse ein, in denen Fette und Eiweiße gebildet werden. Das Fett, das in der Sonnenblume gebildet wird, wird in den Samen gespeichert, das Eiweiß des Weizens wird unter der Samenschale des Korns gespeichert. Auch Zellulose wird aus dem synthetisierten Traubenzucker hergestellt. Zellulose ist der wichtigste Baustoff der Pflanzen, aus dem die Zellwände aufgebaut werden. Er entsteht durch die Aneinanderreihung vieler Traubenzuckerteile zu langen Ketten.

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