Direkt zum Inhalt
Login erforderlich
Dieser Artikel ist Abonnenten mit Zugriffsrechten für diese Ausgabe frei zugänglich.

Schwerpunkt Fotosynthese: Wie Pflanzen Wasser spalten

In einem frühen Schritt der pflanzlichen Fotosynthese wird Wasser in seine elementaren Bestandteile zerlegt. Wie das genau geschieht, zeigen nun spektroskopische Experimente sowie eine neue Strukturanalyse des dafür zuständigen Proteins. Die Erkenntnisse könnten helfen, Solarsysteme zu entwickeln, die den natürlichen Vorgang nachahmen.
FotosyntheseLaden...

Das enorme Wirtschaftswachstum in den letzten 100 Jahren und unser heutiger Wohlstand beruhen hauptsächlich auf der Erschließung und Nutzung fossiler Energieträger wie Kohle, Erdöl und Erdgas. Doch diese wertvollen Ressourcen gehen langsam zur Neige. Zudem setzt ihre ungehemmte Nutzung gewaltige Mengen an Treibhausgasen frei. Die Folge ist eine globale Erwärmung, die große Probleme für das Klima, die Umwelt und das Leben auf der Erde mit sich bringt.

Erneuerbare Energiequellen zu erschließen, gehört daher zu den wichtigsten Anliegen moderner Forschung und Technologie. An vorderster Stelle steht dabei die Nutzung des Sonnenlichts. Ließe es sich dazu verwenden, Wasser in seine Bestandteile Wasserstoff und Sauerstoff zu spalten, wären all unsere Energieprobleme auf einen Schlag gelöst. Bisher existiert allerdings kein chemisches Verfahren, das die Anforderungen an Wirkungsgrad, Umsatzraten, Stabilität, Skalierbarkeit, Verfügbarkeit der chemischen Grundstoffe und letztlich Kosten erfüllt.

Die Natur dagegen praktiziert die Wasserspaltung mittels Licht schon seit Jahrmilliarden. Diese stellt einen der elementaren Schritte der Sauerstoff bildenden (oxygenen) Fotosynthese dar, mit der Pflanzen organisches Material aufbauen. Zwar ist ihr grundlegender Ablauf schon seit Langem bekannt, doch wurden wichtige Details erst jüngst geklärt. ...
September 2013

Dieser Artikel ist enthalten in Spektrum der Wissenschaft September 2013

Kennen Sie schon …

Temperierte Wälder - Die grünen Lungen unserer Breiten

Spektrum Kompakt – Temperierte Wälder - Die grünen Lungen unserer Breiten

Die Wälder der gemäßigten Breiten sind Rohstoffquelle und eine gewaltige Kohlenstoffsenke, sie halten Luft und Wasser rein und gehören zu den artenreichsten Ökosystemen unserer Umwelt. Doch nur wenige Waldgebiete sind noch naturnah - und wie werden sie auf den Klimawandel reagieren?

Die Wunderwelt der Pflanzen

Spektrum Kompakt – Die Wunderwelt der Pflanzen

Es keimt und sprießt überall - manches ganz zart im Kleinen, anderes weithin leuchtend und unübersehbar. Die Welt der Pflanzen bietet von der Wurzel bis zur Blüte viel Spannendes und Kurioses. Mit raffinierten Tricks sichert sich das Grün seine täglichen Bedürfnisse und wehrt sich gegen Feinde.

Spezial Biologie - Medizin - Hirnforschung 1/2019

Spektrum der Wissenschaft – Spezial Biologie - Medizin - Hirnforschung 1/2019: Moleküle des Lebens

Porphyrine: Was haben Herbizide und Vampirsagen gemeinsam? • Nukleinsäuren: Wie Friedrich Miescher vor 150 Jahren die DNA entdeckte • Phytolithe: Pflanzenreste begeistern Paläontologen – und Kriminalisten

Lesermeinung

Beitrag schreiben

Wir freuen uns über Ihre Beiträge zu unseren Artikeln und wünschen Ihnen viel Spaß beim Gedankenaustausch auf unseren Seiten! Bitte beachten Sie dabei unsere Kommentarrichtlinien.

Tragen Sie bitte nur Relevantes zum Thema des jeweiligen Artikels vor, und wahren Sie einen respektvollen Umgangston. Die Redaktion behält sich vor, Leserzuschriften nicht zu veröffentlichen und Ihre Kommentare redaktionell zu bearbeiten. Die Leserzuschriften können daher leider nicht immer sofort veröffentlicht werden. Bitte geben Sie einen Namen an und Ihren Zuschriften stets eine aussagekräftige Überschrift, damit bei Onlinediskussionen andere Teilnehmer sich leichter auf Ihre Beiträge beziehen können. Ausgewählte Lesermeinungen können ohne separate Rücksprache auch in unseren gedruckten und digitalen Magazinen veröffentlicht werden. Vielen Dank!

  • Quellen

Cox, N. et al.: Biological Water Oxidation. In: Accounts of Chemical Research 46, S. 1588 - 1596, 2013

Siegbahn, P.: Structures and Energetics for O2 Formation in Photosystem II. In: Accounts of Chemical Research 42, S. 1871 - 1880, 2009

Umena, Y. et al.: Crystal Structure of the Oxygen-Evolving Photosystem II at a Resolution of 1.9 Å. In: Nature 473, S. 55 - 60, 2011