Die Photosynthese
Pflanzen geben Sauerstoff in die Umwelt ab, welcher für uns Menschen und Tiere lebensnotwendig ist. Ein anderer Prozess, der zeitgleich mit der Abgabe von Sauerstoff passiert, ist die Aufnahme von Kohlendioxid. Aus diesem Kohlendioxid bilden die Pflanzen nun, zusammen mit Wasser und Salzen, die Stoffe Glucose, Stärke und Eiweiße.
Die Photosynthese
Photosynthese ist die biochemische Reaktion, die das Leben auf unserer Erde für uns erst möglich macht. Beginnen wir ganz vorne, beim Wort: Es leitet sich aus den drei griechischen Worten phos (Licht), syn (zusammen) und thesis (setzen) ab. Einfach umschrieben bedeutet Photosynthese daher: Pflanzen (und bestimmte Bakterien) nutzen Licht, Wasser und Kohlendioxid, um daraus etwas Neues zusammenzusetzen: nämlich Glucose und Sauerstoff. Also: Aus energiearmen anorganischen Stoffen entstehen mit Hilfe der Sonnenenergie energiereiche organische Stoffe.
Chemisch gesprochen beschreibt folgende Summenformel die Photosynthese:
6 CO2 + 6 H2O + Lichtenergie → C6H12O6 + 6 O2
Hier lässt sich erkennen, dass Wasser (H2O) und Kohlenstoffdioxid (CO2) benötigt werden, damit durch den chemischen Prozess der Reduktion Zucker bzw. Kohlenhydrate (C6H12O6) und Sauerstoff (O2) entstehen können. Im Detail ist der Vorgang der Photosynthese sehr komplex und besteht aus mehreren voneinander abhängigen Prozessen. Wichtig: Bei der Photosynthese spricht man von einer Redoxreaktion, also einer Reduktions-Oxidations-Reaktion. Es findet also sowohl eine Reduktion statt – also eine Reaktion mit Sauerstoff – als auch eine Oxidation – also der Entzug von Sauerstoff .
Aber wo genau findet die Photosynthese denn nun statt? Die grünen Pflanzen haben ihre Farbe durch den grünen Blattfarbstoff, das Chlorophyll („chloro“ kommt aus dem Griechischen und bedeutet "grün"). Das Chlorophyll findet sich in den Membranen der Chloroplasten, den Organellen in den Zellen der Pflanzen. Sehr wichtig dabei: Das Chlorophyll kann Sonnenlicht aufnehmen, das für den Prozess benötigt wird. In den nur wenige Mikrometer kleinen Chloroplasten selbst findet dann die gesamte Photosynthese statt. In einer einzelnen Zelle gibt es manchmal viele Hundert Chloroplasten.
Für die Chemie-Experten:
Generell lässt sich die Photosynthese in zwei Prozesse unterteilen, die untrennbar für deren Gelingen sind: Die Lichtreaktion (Primär- oder Photoreaktion) – hier wird chemische Energie bereitgestellt – und die Dunkelreaktion (Sekundär- oder Synthesereaktion), die die chemische Energie aus der Lichtreaktion zur Synthese der energiereichen Substanzen nutzt.
Für uns als Menschen besonders wichtig an der Photosynthese: Sie erzeugt ein "Abfallprodukt", den für uns und andere Lebewesen existenznotwendigen Sauerstoff. Gleichzeitig wird das für uns giftige CO2 abgebaut, da es verbraucht wird. Ein perfektes Gleichgewicht.
