Durch Photosynthese (Photo = Licht; Synthese = Herstellung) synthetisieren Pflanzenzellen mithilfe der Zellorganellen Chloroplasten aus Kohlenstoffdioxid (CO2) und Wasser (H2O) die Produkte Glucose (C6H12O6) und Sauerstoff (O2). Glucose dient der Pflanze als energetischer Ausgangsstoff für den eigenen Energiehaushalt sowie für das Wachstum des Organismus.

Der entstehende Sauerstoff wird als Abfallprodukt in die umliegende Atmosphäre abgestoßen. Dadurch stellt die Photosynthese nicht nur die Lebensgrundlage für Pflanzen, sondern durch die Abgabe von Sauerstoff auch für Sauerstoff verbrauchende Zellen anderer Organismen dar.

Engelmannscher Bakterienversuch
•    man lenkte einen Lichtstrahl durch ein Prisma und projizierte das entstehende Lichtspektrum auf einen dünnen Algenfaden, der sich in einem wässrigem Medium befand, das Bakterien enthielt, die positiv chemotaktisch auf Sauerstoff reagieren
•     Je nach Farbe des Lichts, das auf den Algenfaden traf, produzierte das in den Chloroplasten enthaltene Photosynthesesystem mehr oder weniger Sauerstoff, worauf sich die Bakterien mehr oder weniger stark an den betreffenden Stellen ansammelten.
•    -> Der Optimalbereich für Photosynthese liegt im langwelligen Rot und im kurzwelligen Blau, im Bereich von Grün und Gelb ist die Photosyntheserate geringer
•    geht ungefähr parallel mit den Absorptionsmaxima der Photosynthesepigmente
•    Mit den Absorptionsmaxima der Photosynthesepigmente kann auch die grüne Farbe der Pflanzen erklärt werden: Während das rote und das blaue Licht fast vollständig absorbiert werden, werden das grüne und gelbe reflektiert oder durchgelassen.

Einflüsse auf Photosynthese
•    Temperatur: Enzyme
•    CO2: Ausgangsstoff
•    Wasser: Bereitstellung von Wasserstoff
•    Licht: Anregung der Elektronentransportkette

Übersicht der Vorgänge während der Phtosynthese

Lichtreaktion in den Chloroplasen (Thylakoidmembran)
•    Chlorophyll ist in Thylakoidmembran integriert
•    Licht wird benötigt für Fotolyse des Wassers -> benötigt für ATP-Synthese (ADP+P->ATP)
•    2. Endprodukt dieser Reaktion: NADPH+ + H+
•    ATP+NADPH++H+ wichtig für Calvin-Zyklus
Calvin-Zyklus/Dunkelreaktion(Stroma)
•    durch Co-Enzyme ATP und NADPH++H+ wird Co2 zum Kohlenhydrat C6 reduziert
Glykolyse(Cytoplasma)
•    Umwandlung von C6 zu C3 damit Mitochondrium dies aufnehmen und verarbeiten kann
oxidative Decarboxilierung (Matrix)
•    Pyruvat wird umgewandelt in C2-Körper unter Abspaltung von CO2
Citratzyklus (Matrix)
•    Acetyl-CoA + C4-Körper -> C6 (Citronensäure)
•    C6 unter Abspaltung von CO2 zu C4 (Bernsteinsäure-CoA)
•    Bildung von NADH + H+ & FADH2
Atmungskette
•    H+-Ionen im Intermembranraum (durch Protonenpumpen(innere Mitochondrienmembran) bilden Gradienten, der ATP-Synthase antreibt
-> ATP