Was passiert während der Fotosynthese energetisch und chemisch?

Während der Fotosynthese, einem Prozess, der hauptsächlich in Pflanzen, Algen und einigen Bakterien stattfindet, wird Lichtenergie in chemische Energie umgewandelt. Der Prozess kann in zwei Hauptphasen unterteilt werden: die Lichtreaktionen und die Dunkelreaktionen (Calvin-Zyklus).

1. **Lichtreaktionen**: Diese finden in den Thylakoidmembranen der Chloroplasten statt. Wenn Licht auf Chlorophyll trifft, wird es absorbiert und regt Elektronen an, die dann durch eine Elektronentransportkette fließen. Dabei wird Wasser (H₂O) gespalten, was Sauerstoff (O₂) freisetzt. Die Lichtenergie wird in Form von ATP (Adenosintriphosphat) und NADPH (Nicotinamidadenindinukleotidphosphat) gespeichert. Diese Moleküle dienen als Energieträger für die nachfolgenden Reaktionen.

2. **Dunkelreaktionen (Calvin-Zyklus)**: Diese Reaktionen finden im Stroma der Chloroplasten statt und benötigen kein Licht direkt, sondern nutzen die in ATP und NADPH gespeicherte Energie. CO₂ wird aus der Luft aufgenommen und in organische Moleküle umgewandelt, hauptsächlich in Glukose (C₆H₁₂O₆). Dies geschieht durch eine Reihe von enzymatischen Reaktionen, bei denen CO₂ fixiert und schließlich in Zucker umgewandelt wird.

Insgesamt lautet die chemische Gleichung für die Fotosynthese:

\[ 6 \, CO₂ + 6 \, H₂O + Lichtenergie \rightarrow C₆H₁₂O₆ + 6 \, O₂ \]

Energetisch gesehen wird Lichtenergie in chemische Energie umgewandelt, die in den Zuckermolekülen gespeichert ist, während chemisch gesehen anorganische Moleküle (CO₂ und H₂O) in organische Moleküle (Glukose) umgewandelt werden.