LOGIN | NEU REGISTRIEREN

Schule > Biologie > Pflanzen (Botanik) > Fotosyntheseleistung bei Cyanobakterien

Fotosyntheseleistung bei Cyanobakterien

1.1. Beschreiben Sie die Beobachtungen des Engelmannschen Versuchs mit dem Cyanobakterium
und deuten Sie diese.

In dem Versuch von Thomas Engelmann mit sauerstoffbedürftigen Bakterien und fadenförmigen
Cyanobakterien, die mit farbigem Licht beschienen wurden, wurde eine Verteilung der Bakterien
entlang der Cyanobakterien beobachtet. Dabei wurde im violet bis blauen (400-480nm)
Farbspektrum eine nur sehr geringe Anlagerung von Bakterien festgestellt. Bei einer Wellenlänge
von um die 500nm so gut wie garkeine. Die meisten Bakterien sind bei einem Farbspektrum von
500 bis 600nm also im grüngelben Licht zu finden. Bei 600 nm sinkt die Zahl der Bakterien wieder
fast auf null. Danach von 610 bis 700 nm, orange-rotes Licht ist eine erneut erhöhte Zahl von
Bakterien vorzuweisen. Ab 700 lagern keine Bakterien mehr an dem Cyanobakterium an.
Sauerstoffbedürftige Bakterien lagern an den Stellen an dem Cyanobakterium an, wo Sauerstoff
produziert wird. Dies liegt hauptsächlich an den Stellen vor, wo das Bakterium mit gelb-grünem
Licht beschienen wurde, auch bei orange-rotem Licht. In diesen Farbspektren wird das meiste Licht
absorbiert. Pflanzen brauchen Lichtenergie für die Fotosynthese. Bei genannten Wellenlängen muss
also die Fotosyntheserate des fotosynthetisch aktiven Cyanobakterium am größten und damit die
Sauerstoffproduktion am höchsten sein.

1.2. Skizzieren Sie das zu erwaretnde Wirkungsspektrum der Cyanobakterien und vergleichen Sie
dieses Wirkungsspektrum mit dem Wirkungsspektrum der Grünalgen.

Wirkungsspektrum der Cyanobakterien /Wirkungsspektrum der Grünalgen:
Die größte Wirkung also die höchste Fotosyntheserate der Grünalge liegt bei 410 bis 500 nm
Wellenlänge. Also im violett-blauen Lichtspektrum. Hier wird das Licht am besten absorbiert und
damit durch erhöhte Fotosyntheseaktivität der meiste Sauerstoff produziert. Bei 500 bis 620 nm
Wellenlänge, also im grünen bis gelben Licht wird so gut wie kein Licht absorbiert, das
Wirkungsspektrum also die Fotosyntheserate ist sehr niedrig. Bei 600 bis 700 nm also im orangeroten
Licht ist eine erneute Wirkung vorzufinden, auch dieses Licht wird absorbiert und zur
Fotosynthese genutzt.
Die Fotosyntheserate der Cyanobakterien liegt bei 400 bis 500 nm Wellenlänge bei fast null. Das
Licht wird fast garnicht absorbiert, daher auch nicht zur Fotosynthese genutzt. Die größte Wirkung
liegt in einem Lichtspektrum von 500 bis 600 nm Wellenlänge, also im grün bis gelben Licht. Von
600 bis 700 nm Wellenlänge steigt die Fotosynthese langsam, bis sie bei 700 nm null beträgt. Auch dieses Licht wird teilweise zur Fotosynthese genutzt.
Während die höchste Fotosynthesewirkung der Grünalge also bei violett-blauem Licht liegt, und
grün-gelbes Licht fast garnicht absorbiert wird, hat das Cyanobakterium seine höchste
Fotosyntheserate bei grün-gelbem Licht (500-600 nm) und bei violett bis blauem Licht wird fast
kein Licht absorbiert.

1.3. Cyanobakterien besitzen die Fähigkeit, sich in größeren Wassertiefen anzusiedeln, in denen
Grünalgen nicht mehr wachsen können. In diese Wassertiefen gelangt vorwiegend blaugrünes
Licht. Erklären Sie diesen Sachverhalt mit Hilfe von Abb1, Abb.2 und Abb.3.

Chloroplasten der Grünalgen besitzen Chlorophyll a, b und ß-Carotin, die Licht absorbieren und für
die Fotosynthese verantwortlich sind. Diese Stoffe absorbieren hauptsächlich violett bis blaues
Licht bei Wellenlängen von 400 bis 500 nm, außerdem absorbieren Chlorophyll a und b teilweise
orange-rotes Licht bei 620- 700 nm Wellenlänge, dieses Licht wird also als Energie zur für Pflanzen
überlebenswichtigen Fotosynthese genutzt. Da in sehr großen Wassertiefen aber vorwiegend
blaugrünes Licht ankommt, können Grünalgen, die dieses Licht nicht absorbieren dort nicht
überleben.
Fotosynthetisch aktive Cyanobakterien absorbieren hingegen vorwiegend eben dieses blaugrüne
Licht in tiefen Gewässern, denn sie besitzen neben Chlorophyll a und Carotinoiden auch die Stoffe
Phycocerynthrin und Phycocyanin, welche grünes, blaues und orange-rotes Licht (500-650nm)
absorbieren. Somit kann auch in großen Wassertiefen Fotosynthese stattfinden und die Bakterien
sind überlebensfähig.

Download: PDF, PDF