Alle Lebewesen benötigen Energie. Kohlenhydrate sind Speichermoleküle für Energie. Lebewesen greifen auf Energie zu, indem sie Kohlenhydratmoleküle während des Prozesses der Zellatmung abbauen. Pflanzen produzieren Kohlenhydrate während der Photosynthese. Wenn Pflanzen also während der Photosynthese Kohlenhydratmoleküle herstellen, führen sie dann auch die Zellatmung durch? Die Antwort ist ja, sie tun es. Obwohl Energie in Molekülen wie ATP gespeichert werden kann, sind Kohlenhydrate (und Lipide, die auch als Energiequelle in die Zellatmung gelangen können) viel stabilere und effizientere Reservoire für chemische Energie. Photosynthetische Organismen führen auch die Reaktionen der Atmung durch, um die Energie zu ernten, die sie während der Photosynthese in Kohlenhydraten gespeichert haben. Pflanzen haben neben Chloroplasten auch Mitochondrien.
Die Gesamtreaktion für die Photosynthese:
6CO2 + 6H2O →⎯ C6H12O6 + 6O2
ist die Umkehrung der Gesamtreaktion für die Zellatmung:
Die Photosynthese produziert Sauerstoff als Nebenprodukt und die Atmung produziert Kohlendioxid als Nebenprodukt. In der Natur gibt es keinen Abfall. Jedes einzelne Atom der Materie wird konserviert und auf unbestimmte Zeit recycelt. Substanzen verändern ihre Form oder bewegen sich von einem Molekültyp zum anderen, verschwinden aber nie (Abbildung 1).
CO2 ist ebenso wenig ein Abfallprodukt der Atmung wie Sauerstoff ein Abfallprodukt der Photosynthese. Beide sind Nebenprodukte von Reaktionen, die zu anderen Reaktionen übergehen. Die Photosynthese absorbiert Energie aus dem Sonnenlicht, um Kohlenhydrate in den Chloroplasten aufzubauen, und die aerobe Zellatmung setzt diese gespeicherte Energie frei, indem sie Sauerstoff verwendet, um Kohlenhydrate abzubauen. Beide Organellen verwenden Elektronentransportketten, um die Energie zu erzeugen, die für andere Reaktionen erforderlich ist. Photosynthese und Zellatmung funktionieren in einem biologischen Kreislauf und ermöglichen Organismen den Zugang zu lebenserhaltender Energie, die Millionen von Meilen entfernt in einem Stern entsteht.
Es gibt zwei grundlegende Teile der Photosynthese: die lichtabhängigen Reaktionen und die lichtunabhängigen Reaktionen (auch Calvin-Zyklus genannt). Während der Lichtreaktionen wird die Energie des Sonnenlichts in Energieträgermolekülen gespeichert. Diese Energieträgermoleküle werden dann verwendet, um die Reaktionen des Calvin-Zyklus anzutreiben, bei dem CO2-Moleküle miteinander verbunden werden, um Kohlenhydrate wie Glukose herzustellen.
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Text angepasst von: OpenStax, Biologie. In: OpenStax CNX. 11. November 2017. https://cnx.org/contents/[email protected]:W7ctJeSI@8/Overview-of-Photosynthesis