Die Fotosynthese der Pflanzen ist ein grundlegender Prozess der Stoff- und Energieumwandlung, der in pflanzlichen Zellen vor sich geht. Sie ist eine Form der autotrophen Assimilation, bei der Pflanzen und auch einige Bakterien aus körperfremden Stoffen körpereigene Stoffe aufbauen.
Ausgangsstoffe, Bedingungen und Produkte
Das Grundprinzip der Fotosynthese ist in Bild 1 dargestellt. Ausgangsstoffe
für die Fotosynthese sind über die Wurzeln der Pflanzen aufgenommenes
Wasser und über die Blätter aufgenommenes Kohlenstoffdioxid
der Luft.
Als Produkte entstehen in den
Blättern Kohlenhydrate (Glucose) und Sauerstoff, wobei der Sauerstoff
über die Blätter an die Umgebung abgegeben wird (Bild 1).
Bedingungen für den Ablauf
der Fotosynthese sind:
- Vorhandensein von Chlorophyll,
- Zufuhr von Lichtenergie, vorrangig in Form von Strahlungsenergie der Sonne.
Energie- und Stoffumwandlungen
Orte der Fotosynthese in den Zellen sind die Chloroplasten,
in denen sich Chlorophyll befindet (Bild 2). Das ist ein kompliziert aufgebauter
organischer Stoff, der den Pflanzen nicht nur ihre grüne Farbe gibt,
sondern auch Lichtenergie absorbiert.
Insgesamt erfolgt in den pflanzlichen Zellen eine Umwandlung von Lichtenergie
in chemische Energie.
Diese Energieumwandlung
ist mit einer Stoffumwandlung
verbunden, da bei diesem Prozess aus Wasser und Kohlenstoffdioxid Sauerstoff
und Kohlenhydrate entstehen.
Die durch Fotosynthese gebildeten Kohlenhydrate sind Grundlage für
die Bildung weiterer organischer Stoffe in den pflanzlichen Zellen. So
entstehen in der Folge weitere Kohlenhydrate (Zellulose, Speicherstärke,
Fette, Eiweiße) und andere organische Stoffe, z. B. auch das Chlorophyll.
Die verschiedenen organischen Stoffe werden in den Zellen von Früchten, in Samen oder in speziellen Speicherorganen der Pflanzen (Spross- und Wurzelknollen, Zwiebeln, Wurzelstöcken) gespeichert. Der wichtigste und häufigste Speicherstoff der Pflanzen ist die Stärke. Mit den Stoffen wird in den Pflanzen auch chemische Energie gespeichert.