Unterschied zwischen Photosynthese und Atmung
Kurz gesagt
Bei der Photosynthese nutzen Pflanzen Lichtenergie, um aus Wasser und Kohlenstoffdioxid energiereiche Zucker herzustellen; dabei entsteht Sauerstoff. Bei der Zellatmung wird Zucker abgebaut, um für die Zelle nutzbare Energie freizusetzen. „Atmung“ kann auch den Gasaustausch des Körpers meinen; im Vergleich ist mit „Atmung“ die Zellatmung gemeint.
Der HauptunterschiedBei der Photosynthese wird mithilfe von Licht aus Wasser und Kohlenstoffdioxid Zucker aufgebaut; bei der Atmung wird Zucker abgebaut, um nutzbare Energie freizusetzen.
Beide sind zentrale Zellprozesse, die Stoffe wie Zucker, Sauerstoff und Kohlenstoffdioxid umsetzen, laufen aber energetisch in entgegengesetzte Richtungen.
Steckbriefe
Steckbrief: Photosynthese
Photosynthese ist ein Prozess, bei dem bestimmte Organismen Lichtenergie nutzen, um aus Kohlenstoffdioxid und Wasser energiereiche organische Stoffe aufzubauen. Bei Pflanzen entsteht dabei meist Sauerstoff.
- benötigt Lichtenergie
- baut Zucker auf
- setzt Sauerstoff frei
Beispiel Auf dem sonnigen Fensterbrett stellt eine Zimmerpflanze bei der Photosynthese Zucker her.
Steckbrief: Atmung
Zellatmung ist der Abbau energiereicher Stoffe wie Glucose, durch den Zellen nutzbare Energie gewinnen. Bei der aeroben Zellatmung werden Sauerstoff verbraucht und Kohlenstoffdioxid sowie Wasser gebildet.
- baut Zucker ab
- setzt nutzbare Energie frei
- läuft auch ohne Licht
Beispiel Auch nachts gewinnen die Zellen einer Pflanze durch Zellatmung Energie aus Zucker.
Auf einen Blick
| Merkmal | Photosynthese | Atmung |
|---|---|---|
| Was ist es? | Aufbau organischer Stoffe mithilfe von Lichtenergie | Abbau organischer Stoffe zur Energiegewinnung |
| Typisch | Kohlenstoffdioxid und Wasser werden aufgenommen | Zucker und meist Sauerstoff werden verbraucht |
| Wofür / wann? | Zucker herstellen und Energie chemisch speichern | Energie für Zellvorgänge bereitstellen |
| Beispiel | Ein Blatt bildet bei Licht Zucker. | Eine Muskelzelle gewinnt Energie aus Glucose. |
| Energiefluss | Lichtenergie wird chemisch gespeichert. | Chemische Energie wird für die Zelle verfügbar. |
| Ort in Pflanzenzellen | Vor allem in den Chloroplasten | Vor allem in den Mitochondrien |
| Zeitpunkt | Nur bei geeigneter Lichtzufuhr | Bei Bedarf fortlaufend, auch nachts |
Im Detail
Was mit der Energie geschieht
Bei der Photosynthese wird Lichtenergie in chemische Energie umgewandelt und in organischen Stoffen, etwa Glucose, gespeichert. Vereinfacht lässt sich die Reaktion so darstellen: Kohlenstoffdioxid und Wasser werden mithilfe von Licht zu Glucose und Sauerstoff.
Bei der Zellatmung wird Glucose schrittweise abgebaut. Die frei werdende Energie wird teilweise in ATP gespeichert, einem Molekül, das Zellen für viele Vorgänge nutzen können; ein Teil wird als Wärme abgegeben.
Wo die Vorgänge ablaufen
Bei Pflanzen findet die Photosynthese hauptsächlich in den Chloroplasten statt. Das darin enthaltene Chlorophyll nimmt Licht auf; die Pflanze verwendet außerdem Wasser und Kohlenstoffdioxid als Ausgangsstoffe.
Die Zellatmung läuft bei Pflanzen und Tieren vor allem in den Mitochondrien ab. Ein erster Schritt des Glucoseabbaus findet im Zellplasma statt. Auch Bakterien betreiben Zellatmung, obwohl sie keine Mitochondrien besitzen.
Wie die Prozesse zusammenhängen
Zucker wird bei der Zellatmung mit Sauerstoff abgebaut; dabei entstehen unter anderem Kohlenstoffdioxid und Wasser. Diese Stoffe können wiederum in der Photosynthese verwendet werden.
Die beiden Prozesse sind deshalb in Stoffkreisläufe eingebunden, aber keine einfach umkehrbaren Einzelschritte. Sie bestehen aus unterschiedlichen Reaktionsketten und haben verschiedene Aufgaben: Energie speichern beziehungsweise für Zellarbeit verfügbar machen.
Atmung: Gasaustausch oder Zellatmung?
Im Alltag meint „Atmung“ oft das Ein- und Ausatmen oder den Gasaustausch zwischen Organismus und Umwelt. In der Biologie bezeichnet „Zellatmung“ dagegen die chemischen Reaktionen, mit denen Zellen Energie gewinnen. Das Einatmen liefert bei Menschen den Sauerstoff, der für die aerobe Zellatmung gebraucht wird, ist aber nicht selbst dieser Vorgang.
Pflanzen betreiben ebenfalls Zellatmung. Sie müssen dafür nicht ständig Licht haben: Bei Dunkelheit kommen die lichtabhängigen Reaktionen zum Stillstand. Der Calvin-Zyklus kann vorübergehend noch weiterlaufen; die Zellatmung läuft unabhängig davon weiter.
Woran erkennt man den Unterschied?
- Fragen Sie, ob Lichtenergie zum Aufbau von Zucker genutzt wird: Das weist auf Photosynthese hin.
- Achten Sie darauf, ob Zucker abgebaut wird, um Energie für Zellarbeit bereitzustellen: Das ist Zellatmung.
- Verwechseln Sie „Atmung“ nicht automatisch mit Ein- und Ausatmen; suchen Sie im Zusammenhang nach „Zellatmung“.
- Bei Pflanzen gilt: Licht ermöglicht Photosynthese, während Zellatmung auch im Dunkeln stattfindet.
Gemeinsamkeiten
- Beide Prozesse finden in lebenden Zellen statt.
- Beide setzen Stoffe um und sind für den Stoffwechsel wichtig.
- Die Produkte des einen Prozesses können Ausgangsstoffe des anderen sein.
Häufiger Irrtum
Irrtum: „Pflanzen betreiben nur Photosynthese und atmen nicht.“
Richtig: Pflanzen betreiben Photosynthese und Zellatmung; Zellatmung läuft auch nachts.
Irrtum: „Zellatmung ist dasselbe wie Ein- und Ausatmen.“
Richtig: Ein- und Ausatmen ist Gasaustausch; Zellatmung ist der Energiegewinn in Zellen.
Häufige Fragen
Betreiben Pflanzen nachts Zellatmung?
Ja. Die Zellatmung läuft auch ohne Licht, solange die Zellen geeignete energiereiche Stoffe abbauen können. Ohne Licht laufen die lichtabhängigen Reaktionen nicht; die Kohlenstofffixierung kann aber vorübergehend noch weitergehen.
Welche Stoffe entstehen bei der Photosynthese?
Bei der Photosynthese entstehen energiereiche organische Stoffe wie Glucose und meist Sauerstoff. Wasser und Kohlenstoffdioxid dienen dabei als Ausgangsstoffe.
Ist Photosynthese einfach die Umkehrung der Zellatmung?
In einer vereinfachten Gesamtgleichung wirken Ausgangs- und Endstoffe teilweise umgekehrt. Die tatsächlichen Reaktionswege und Aufgaben der beiden Prozesse sind jedoch verschieden.
