ARD-alpha - Schulfernsehen


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Natur und Technik Fotosynthese

Mit Hilfe des Sonnenlichts verwandeln Pflanzen Kohlenstoff und Wasser in Traubenzucker. Sie treiben so die ganze Nahrungskette an. Sogar das Abfallprodukt der Fotosynthese ist unverzichtbar: Ohne Sauerstoff hätten wir keine Luft zum Atmen.

Von: Dr. Horst Wisniewski, ein Film von Anita Bach

Stand: 15.03.2013

Aus dem Film: Wasser wird über Leitbündel für die Fotosynthese in die Blätter transportiert | Bild: BR

Ausgehend vom süßen Geschmack der Weintrauben und dem Stärkegehalt der Kartoffel beschäftigt sich die Sendung mit der Frage, wie der Zucker in die Früchte und die Stärke in die Knollen kommt.

Pflanzen brauchen Wasser

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Pflanzen brauchen zum Wachsen und Gedeihen Wasser. Der Wassertransport beginnt bei den meisten Pflanzen mit der Wasseraufnahme durch die Wurzeln. Solange im Boden der Wassergehalt größer ist als in den Zellen der Wurzelhaare, strömt Wasser in die Zellen. Von Zelle zu Zelle gelangt es bis in den Zentralzylinder, das Zentrum der Wurzel. Vom Zentralzylinder kommt das Wasser in Leitungsbahnen, die so genannten Gefäße. Mehrere von ihnen bilden die Leitbündel, die man beispielsweise als Blattadern erkennen kann. In diesen Gefäßen wird das Wasser mit den darin gelösten Mineralsalzen nach oben bis zu den Blättern transportiert. Endstation sind dort die grünen Pflanzenzellen mit den Chloroplasten.

Als Motoren des Wassertransportes wirken neben der Osmose (zur Wasseraufnahme aus dem Boden) der Wurzeldruck und der Transpirationssog. Letzterer entsteht dadurch, dass ein Teil des Wassers durch die Blätter an die Luft abgegeben wird.

Das Laubblatt

Ein Laubblatt ist aus mehreren Gewebeschichten aufgebaut. Die Blattoberseite wird von der oberen Epidermis, einem einschichtigen Abschlussgewebe gebildet. Ihre Zellen liegen lückenlos aneinander und haben verdickte Außenwände. Außen sind sie von einer wachsähnlichen, wasserundurchlässigen Schicht, der Kutikula, überzogen. Unter der Epidermis folgt das Palisadengewebe, längliche Zellen, die wie Palisaden nebeneinander stehen. Sie enthalten besonders viele Chloroplasten. Zur Blattunterseite hin folgen unregelmäßig angeordnete Zellen mit großen Hohlräumen, das so genannte Schwammgewebe. Die Blattunterseite wird wie die Oberseite von einer Epidermis begrenzt. Im Gegensatz dazu besitzt die untere Epidermis jedoch zahlreiche Spaltöffnungen. Diese werden von jeweils zwei Schließzellen gebildet. Unter bestimmten Bedingungen können sich diese öffnen oder schließen. Dabei kann die Pflanze einerseits Wasserdampf nach außen abgeben, andererseits aber auch Kohlenstoffdioxid (CO2) aus der Luft aufnehmen.

Die Fotosynthese

In den grünen Pflanzenzellen im Inneren des Blattes befinden sich kleine chemische Fabriken, die Blattgrünkörperchen oder Chloroplasten. Sie enthalten das Chlorophyll, den grünen Blattfarbstoff. Mit ihm fängt die Pflanze Sonnenenergie ein. Bei der Fotosynthese stellt die Pflanze aus dem Wasser und dem Kohlenstoffdioxid mit Hilfe des Sonnenlichtes, zunächst Traubenzucker (Glucose) her. Den Traubenzucker kann sie je nach Bedarf in alle jene Stoffe umwandeln, die als Bau- und Betriebsstoffe - etwa in Form von Stärke und Fett, aber auch als Duft- und Farbstoffe - gebraucht werden. Als Nebenprodukt fällt bei diesem chemischen Prozess der Fotosynthese auch noch Sauerstoff an, den die Pflanze an die Luft abgibt. Sowohl der frei werdende Sauerstoff als auch die in den Blättern entstehende Stärke lassen sich mit ganz einfachen Experimenten nachweisen.


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