Photosynthese

Bei den Landpflanzen findet Photosynthese in den Chloroplasten statt, hier in der Blattspreite des Laubmooses Plagiomnium affine. Quelle: Wikipedia

Photosynthese ist der Prozess, durch den Pflanzen, Algen und einige Bakterien das Sonnenlicht nutzen, um Kohlendioxid (CO₂) und Wasser (H₂O) in Zucker und Sauerstoff (O₂) umzuwandeln. Dieser Prozess ist entscheidend für das Leben auf der Erde, da er die Grundlage für Nahrungsketten bildet und den Sauerstoff produziert, den viele Lebewesen zum Atmen benötigen.

Der Prozess der Photosynthese beginnt mit der Absorption von Sonnenlicht. Pflanzen enthalten ein grünes Pigment namens Chlorophyll, das in den Chloroplasten der Zellen zu finden ist. Chloroplasten sind spezielle Strukturen in Pflanzenzellen, die den Prozess der Photosynthese ermöglichen. Wenn Sonnenlicht auf ein Blatt trifft, wird es von Chlorophyll aufgenommen. Diese Energie wird genutzt, um Wasser und Kohlendioxid in Glukose (C₆H₁₂O₆) und Sauerstoff umzuwandeln.

Die Lichtreaktionen, die in den Thylakoidmembranen der Chloroplasten stattfinden, sind der erste Schritt der Photosynthese. Hierbei wird Licht genutzt, um Wasser zu spalten und Sauerstoff freizusetzen. Gleichzeitig wird die Lichtenergie genutzt, um ATP (Adenosintriphosphat) und NADPH zu erzeugen, beides Moleküle, die Energie speichern.

Im nächsten Schritt, dem Calvin-Zyklus oder den Dunkelreaktionen, wird die gespeicherte Energie verwendet, um Kohlendioxid in Glukose umzuwandeln. Dieser Zyklus findet im Stroma der Chloroplasten statt und erfordert keine direkte Lichtenergie, sondern nutzt die in ATP und NADPH gespeicherte Energie.

Ein Beispiel für die Bedeutung der Photosynthese ist die Arbeit von Melvin Calvin, der den Calvin-Zyklus entdeckte und dafür 1961 den Nobelpreis für Chemie erhielt. Seine Forschung hat wesentlich dazu beigetragen, das Verständnis der Photosynthese zu vertiefen.

Wichtige Begriffe in der Photosynthese sind Pigmente, die Moleküle, die Licht absorbieren, und die Elektronentransportkette, ein Prozess, bei dem Elektronen durch eine Reihe von Proteinen in der Thylakoidmembran transportiert werden, um Energie zu erzeugen.

Insgesamt spielt die Photosynthese eine entscheidende Rolle im globalen Kohlenstoffkreislauf und in der Regulierung des Erdklimas. Sie ermöglicht das Wachstum von Pflanzen, die als Nahrungsquelle für viele Lebewesen dienen, und trägt zur Produktion von Sauerstoff bei, der für das Überleben von Tieren und Menschen notwendig ist.