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Kurze Wiederholung der Photosynthese/
- grüne Pflanzen und manche farbstoffhaltige Bakterien
- Umwandlung der energiearmen, anorganischen Stoffe CO2 und H2O zum energiereichen Stoff Glucose (Stärkeaufbau)
- à photoautotroph ("selbst ernährend mit Hilfe von Licht")
- Nahrungsaufnahme von organischen Substanzen zur Energiegewinnung nicht nötig
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Chemosynthese
- Stoffwechselvorgang
- Nötige Energie für Stoffaufbau durch Oxidation anorganischer Verbindungen
Chemosynthese-Akteure/Mikroorganismen
- verschiedene farblose Bakterien in der Erde, Wasser, Schlamm etc.
- autotrophe Lebensweise (selbsternährend)
- sie benötigen kein Licht als Energiequelle
- keine organischen Verbindungen als Nahrung nötig
- nutzen energiereiche, anorganische Substanzen (z.B.Schwefel - /Stickstoffverbindung) aus ihrer Umgebung/Lebensraum um in ihren Energiekreislauf einzubauen
Verlauf in zwei Teilprozessen: (SCHAUBILD, S.106)
1.) Energiegewinnung:
Beispiel: Schwefeloxidierende Bakterien
- Vorkommen in nährstoffreichen Gewässern
- Unterstützung der Selbstreinigung der Gewässer und Klärung des Abwassers in Kläranlagen (wirtschaftl. Wichtig)
- Oxidation (Stoffumwandlung durch Enzyme) des aufsteigenden H2S (Schwefelwasserstoff), der bei der Fäulnis von Eiweiß (in ihrer Umgebung) entsteht (bis zur schwefligen Säure H2SO3 und diese dann bis zum Sulfat)
- Hilfe von O2 (Sauerstoff), da aerob (Stoffwechselprozesse in Gegenwart von Sauerstoff)
à Energiegewinnung
- Speicherung in Form von ATP und NADPH + H+
- Einbau in Stoffaufbau
2.) Stoffaufbau
Glucosesynthese /Glucoseaufbau (Stärke) durch Reduktion von CO2
à Calvinzyklus
à Kohlendioxid wird um mehrere Oxidationsstufen reduziert: von den zwei O-Atomen wird eines abgespalten, und zwei H-Atome kommen dazu. Die Glucose, das Endprodukt der Dunkelreaktion, besteht formal aus sechs H-C-OH - Einheiten, die über C-C-Einfachbindungen miteinander verknüpft sind.
Kleiner Einwurf
- Ernährung der Riesenmuschel, die keine eigene Nahrung aufnehmen kann
- Schwefelbakterien in sich
- nehmen dann den im Wasser gelösten Schwefelwasserstoff auf, sodass die Bakterien durch die Oxidation Energie freisetzen können
- so halten sie sich gegenseitig am Leben
Wie praktisch :-)
die chemosynthetisch tätigen Bakterien oxidieren unterschiedliche Stoffe zur Energiegewinnung
Bakterienarten/Beispiele:
Nitritbakterien/nitrifizierende Bakterien
- Vorkommen: Gewässer
- Nitrifikation ist Teilprozess des Stickstoffkreislaufes in Ökosystemen
(Wanderung und Umsetzung des Stickstoffs; wird benötigt, da er in allen Lebewesen Bestandteil von Aminosäuren in Proteinen, von DNA und von Coenzymen ist, Lediglich eine kleine Anzahl von Mikroorganismen kann ihn nutzen, in ihre Körpersubstanz einbauen oder auch an Pflanzen abgeben)
- Energiegewinnung durch Oxidation von Ammoniak (ensteht bei der Eiweißzersetzung) in einem aeroben Prozess
Methanbildner/Mikroorganismen
- Vorkommen: sauerstofffreien Lebensräumen (anaerob)/ z.B. Sümpfen, auch Rindermägen
- Methan produzierende Bakterien
- Gewinnung von Energie durch Reduktion
- Benötigen CO2 und H2 aus ihrer Umgebung
- Bildung von Methangas; wird als "Biogas" in die Gasnetze der Städte eingeführt
à aus energierarmen Stoffen energiereiches Methan
- Kläranlage einer Stadt (100 000 Einwohner) liefert täglich ca. 2Mio Liter Methan, aus denen 20 000 KWh Energie geonnen wird
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Warum ist die Chemosynthese keine Energiegewinn im Energiehaushalt unserer Erde, sondern nur eine Energieumverteilung? ( Fotosynthese)
- Photosynthese: machen aus E armen Stoffen H2O und CO2 energiereiche Glucose, nutzen dazu Energie der Sonne
- bei Chemosynthese: nutzen die bereits E reichen Stoffe ihrer Umgebung, die nicht aufgebaut werden mussten; nutzen dazu also Energie "der Erde"
à Stoffumwandlung
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