Biologie: Photosynthese einfach erklärt

Als Photosynthese wird ein biochemischer Vorgang innerhalb grüner Pflanzen bezeichnet. Photosynthese ist die Grundlage des Lebens auf der Erde. Sie sorgt dafür, dass Pflanzen wachsen können. Außerdem hat die Photosynthese für Menschen und Tiere eine besondere Bedeutung, denn sie produziert lebenswichtigen Sauerstoff.

Lass uns zunächst einen Blick auf die Definition von Photosynthese werfen: „Photosynthese ist ein Prozess, bei dem grüne Pflanzen aus Wasser und Kohlenstoffdioxid Sauerstoff und Glucose erzeugen.“

Die grobe Erklärung der Photosynthese: Die Pflanze, etwa ein Baum, nimmt Wasser und Kohlenstoffdioxid aus ihrer Umgebung auf. Das Licht liefert ihr die notwendige Energie, um daraus Zucker für ihr eigenes Wachstum (Stamm, Blätter, Blüte, Früchte) herzustellen.

Der Zucker wird in Form von Traubenzucker in den Pflanzen gespeichert. Obstbäume etwa speichern ihn in ihren Früchten. Das ist der Grund dafür, dass Birnen, Äpfel und Co. so süß schmecken.

Als eine Art Abfallprodukt entsteht bei der Photosynthese Sauerstoff. Die Pflanzen selbst brauchen diesen nicht und geben ihn deswegen über die Blätter an die Atmosphäre ab.

Die natürliche Photosynthese ist in vielfacher Hinsicht ein wichtiger Prozess für das Leben auf der Erde. Zum einen liefert sie die Energie, die Pflanzen benötigen, um zu wachsen und Früchte zu bilden, von denen Menschen und auch Tiere sich ernähren.

Zum anderen entsteht bei der Photosynthese Sauerstoff. Diesen brauchen Lebewesen zum Atmen. Die Photosynthese ermöglicht also vielen Organismen das Leben, indem sie einerseits wichtigen Sauerstoff produziert und anderseits die Grundlagen unserer Nahrungsmittel liefert.

Der Kreislauf der Photosynthese
Die Photosynthese ist kein Prozess, der nur in eine Richtung abläuft. Es entsteht vielmehr ein Kreislauf, der für Menschen, Tiere und Pflanzen gleichermaßen wichtig ist. Denn die Pflanzen benötigen für die Photosynthese unter anderem Kohlenstoffdioxid. Dieses wiederum wird von Menschen und Tieren ausgeatmet.

Einfach gesagt: Die Pflanze nimmt Kohlenstoffdioxid auf und gibt Sauerstoff ab, der Mensch nimmt Sauerstoff auf und gibt Kohlenstoffdioxid ab.

Pflanzen als Luftreiniger
Wie Du siehst, ist die Photosynthese ein wichtiger Prozess für alles Leben auf der Erde. Indem Pflanzen das schädliche Kohlendioxid aus der Luft aufnehmen und (unter anderem) in sauberen Sauerstoff umwandeln, reinigen sie die Luft und ermöglichen Mensch und Tier das Leben.

Bestimmt hast Du schon mal vom Begriff „grüne Lunge der Erde“ gehört. Gemeint ist damit der Regenwald: Als wichtiger Sauerstofflieferant speichert er jedes Jahr mehrere Millionen Tonnen Kohlenstoffdioxid.

In diesem Abschnitt werfen wir einen Blick auf die verschieden Schritte der Photosynthese. Für die chemische Reaktion braucht die Pflanze Energie. Der Farbstoff Chlorophyll in der Pflanze ist für die Energieumwandlung bei der Photosynthese zuständig.

Dabei wird das Sonnenlicht, das die Pflanze aufnimmt, in chemische Energie transformiert. Danach kann der eigentliche Prozess starten: Die Pflanze nimmt über die Wurzeln Wasser und über die Blätter Kohlenstoffdioxid auf. Mithilfe der verwandelten Lichtenergie bildet sie daraus den Zucker Glucose, der ihrer eigenen Ernährung dient, sowie den Sauerstoff, der für uns Menschen so wichtig ist.

Der Gasaustausch, also die Aufnahme von Kohlenstoffdioxid und die Abgabe von Sauerstoff, erfolgt über die sogenannten Stomata (Spaltöffnungen) in den Blättern. Diese kannst Du Dir als kleine Fensterchen vorstellen, die bei Bedarf geöffnet werden.

Du kannst bei der Photosynthese der Pflanzen zwei Phasen erkennen:

• die Lichtreaktion
• die Dunkelreaktion

Während der Lichtreaktion wird die Energie des Lichts in chemische Energie umgewandelt. Diese wiederum wird in der Phase der Dunkelreaktion, dem sogenannten Calvin-Zyklus genutzt, um Glucose aufzubauen.

Die Photosynthese findet im Blatt statt. Genauer: Für die Photosynthese sind die Chloroplasten von zentraler Bedeutung, die sich in den Pflanzenzellen befinden. Diese werden auch als Blattgrünkörner bezeichnet. Sie sind so etwas wie kleine runde Körperchen.

Diese Körperchen enthalten Chlorophyll, also den Farbstoff, der für die satte grüne Farbe der Pflanze zuständig ist. Bei der Photosynthese hat das Chlorophyll die Aufgabe, das Sonnenlicht aufzunehmen und zu speichern. Dieses ist unbedingt notwendig für die Energie, die die Pflanze für den Prozess der Photosynthese braucht.

Das Sonnenlicht ist also so etwas wie ein Energydrink für Pflanzen. Durch die Lichtenergie erhalten sie genug Power, um die Umwandlung der verschiedenen Stoffe durchzuführen.

Die Photosynthese kann mit einer Formel erklärt werden, die darstellt, was im Inneren der Pflanze passiert.

Die Reaktionsgleichung der Photosynthese lautet:

Erklärung: 

C02 = Kohlenstoffdioxid

H20 = Wasser

C6H12O6 = Glucose (Traubenzucker)

O2 = Sauerstoff

Die Photosynthese-Formel in Worten:

Sechs Kohlenstoffdioxid plus sechs Wasser plus Lichtenergie reagieren zu Glucose und sechs Sauerstoff.

• Die Photosynthese ist der Stoffwechselprozess, der das Leben auf der Erde ermöglicht.
• Die wesentlichen Prozesse der Photosynthese spielen sich in den Chloroplasten ab.
• Bei der Photosynthese bilden grüne Pflanzen Glucose und Sauerstoff aus den „Zutaten“ Kohlenstoffdioxid und Wasser.
• Während die Pflanze die entstandene Glucose zum Beispiel in ihren Früchten speichert, gibt sie den Sauerstoff an die Umwelt ab.
• Dadurch ermöglichen Pflanzen einerseits, dass wir ausreichend Sauerstoff zum Atmen haben und versorgen uns andererseits mit grundlegenden Nahrungsmitteln (etwa Früchten).