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Sachinformation


Die Entdeckungsgeschichte der Fotosynthese

Nach den Versuchen von van Helmont (s. Modul 1) stellte sich die Frage, ob Bestandteile der Luft für die Nährstoffproduktion der Pflanzen von Bedeutung sind. Die ersten Beiträge zu dieser Problematik leistete Joseph Priestley gegen Ende des 18. Jahrhunderts.

Priestley beobachtete, dass eine Kerze in einen abgeschlossenen Behälter nach kurzer Zeit erlosch. Eine Maus, die er in den gleichen Behälter brachte, starb nach kurzer Zeit. Setzte er Maus und Kerze zusammen in den Behälter, erlosch die Kerze noch schneller als sonst. Es schien als benötigten Maus und Kerze den gleichen Bestandteil der Luft. Wenn nun aber auf der Erde ständig viele Lebewesen atmen, dann müsste dieser Luftbestandteil eines Tages verbraucht sein.

Dazu machte Priestley 1771 die folgende wichtige Entdeckung. Nachdem er einen Minzezweig in einen Glasglocke gebracht hatte, in der zuvor eine brennende Kerze erloschen war (17.8.1771), konnte er 10 Tage später in dieser ursprünglich verbrauchten Luft wieder eine Kerze zum Brennen bringen. Priestley resumierte: „Der Schaden, der der Atmosphäre ständig durch die Atmung einer solch großen Zahl von Lebewesen ... und durch die Verwesung pflanzlicher und tierischer Stoffen zugefügt wird, wird, zumindest teilweise, durch das Pflanzenwachstum wieder gut gemacht.“ (aus Bennett R. Willeford: Joseph Priestley, Chemie in unserer Zeit, Verlag Weinheim, August 1979, S. 111).

Die Bedeutung der Arbeit Priestleys liegt damit in der Entdeckung des Gaswechsels bei Pflanzen. Die Arbeiten wurden durch den holländischen Arzt Ian Ingenhousz (1730-1799) erweitert. Er konnte zeigen, dass der entscheidende Anteil der „schlechten“ Luft das Kohlenstoffdioxid war und derjenige der „guten“ Luft der Sauerstoff. Zeigte auch die Bedeutung des Lichts für die Fotosynthese auf.

Im Jahre 1804 bewies der Schweizer  de Sausure  durch sorgfältigen Vergleich des Gewichts der von der Pflanze produzierten organischen Substanz und des von ihr abgegebenen Sauerstoffs mit der Menge des aufgenommenen Kohlenstoffdioxids, dass zwischen den Ausgangsstoffen und Reaktionsprodukten eine Differenz besteht. Dies konnte nur dann erklärt werden, wenn neben dem Kohlenstoffdioxid auch das Wasser zur Ernährung der Pflanze beiträgt. Damit war die qualitative Beschreibung der Photosynthese in ihren Grundzügen gelungen:

Kohlenstoffdioxid  +  Wasser  (+ Licht) → organische Substanz + Sauerstoff

In der Folgezeit bestätigte sich in weiteren Experimenten, dass die Stoffmenge des aufgenommenen CO 2 der Stoffmenge des abgegebenen O 2 entspricht. Das organische Fotosyntheseprodukt in den grünen Pflanzenteilen erwies sich als das Monosaccharid Glucose, das zum Polysaccharid verknüpft wird.

 

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Modul 2: Aus Wasser und CO 2 erzeugen Pflanzen Stärke und Sauerstoff: Herunterladen [docx] [632 KB]

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