Fotosynthese von Pflanzen in Heim und Garten

Fotosynthese - die stille Arbeit der Grünpflanzen

Der Prozess der Photosynthese ermöglicht es Pflanzen, Kohlenhydrate durch Absorption von Lichtquanten herzustellen.

Mit Hilfe von Bakterien, Wasser und Kohlendioxid sind sie zum einen in der Lage, Kohlenhydrate als Energieträger zu produzieren, diese sind als Nahrungsquelle für alle Lebewesen von Bedeutung.

Zum anderen erzeugen Grünpflanzen aus Kohlenhydraten Biomasse, das ist die Substanz, aus der alle Pflanzenteile gebaut werden. Kohlenhydrate sind also die Primärprodukte der Fotosynthese, Sauerstoff entsteht dabei als Nebenprodukt.

Kohlenhydrate setzen sich aus Kohlenstoff ( C ), Wasserstoff ( H ) und Sauerstoff ( O ) zusammen, die Zusammensetzung variiert je nach Pflanze. Die Photosynthese ist sowohl der wichtigste als auch der älteste biochemische Prozess der Erde.

Pflanzen in Wohnräumen

Zimmerpflanzen

Für Grünpflanzen in Wohnräumen, vor allem im Schlafzimmer, wird häufig die Überlegung angestellt, ob diese möglicherweise in der Nacht den Sauerstoffgehalt der Atemluft verringern.

Grundsätzlich geht man aber davon aus, dass einige Grünpflanzen im Schlafzimmer nur minimale Effekte in dieser Hinsicht aufweisen und somit auch keine negativen Auswirkungen auf die Atmung im Schlaf haben.

Extreme Mengen sind allerdings eher zu vermeiden. Eine besondere Situation sind Topfpflanzen in Schlafräumen bei allergischem Asthma.

Die Bakterien und Schimmelpilze, die sich in der Erde befinden, können vorhandene Allergien eventuell verstärken, daher sollte man hier besser auf Pflanzen im Schlafzimmer verzichten. Blühpflanzen hält man tendenziell von Schlafräumen fern, da deren Duftstoffe sonst zu intensiv eingeatmet werden könnten.

Zutaten für die Fotosynthese

Die Grundlage der Fotosynthese bilden energiereiche Lichtquanten, sogenannte "Photonen", diese treffen mit der Sonneneinstrahlung auf die Erde. Dazu kommt das im Boden gespeicherte Wasser und das in der Atmosphäre angereicherte Kohlendioxid.

Pflanzen können mithilfe dieser Grundstoffe in ihren Zellen Fotosynthese betreiben und eigenständig Kohlenhydrate und Sauerstoff erzeugen.

Lichtreaktion

Grünpflanzen besitzen in ihren Blättern spezielle Bereiche mit Farbpigmenten, das sind hauptsächlich grüne Chlorophylle, außerdem rote bis gelbe Carotinoide und Xanthophylle. Diese Bereiche sind sensibel für Licht, so dass auf die Erde auftreffende Photonen dort "einfallen" können.

Das Pigment geht durch den Prozess des Einschlagens in einen energiereichen, angeregten Zustand über, dieser resultiert dann in der Aussendung eines Elektrons. So wird in der Lichtreaktion Energie und Wasserstoff gewonnen.

Um genügend Lichtenergie einzufangen, bilden die einzelnen Pigmente sogenannte "Lichtsammel-Komplexe", diese können ein größeres Spektrum an Wellenlängen empfangen.

Dabei bindet Chlorophyll rotes und blaues Licht, Carotinoide und Xanthophylle binden gelbes bis rotes Licht. Grünes Licht, mit einer Wellenlänge von 520 bis 565 Nanometer und dunkelrotes Licht, das um die 730 Nanometer Wellenlänge besitzt, werden reflektiert. Das grüne Licht überlagert dabei das dunkelrote, daher erscheinen Blätter grün.

Dunkelreaktion

Sollen nun aus der gewonnenen Energie und dem Wasserstoff Kohlenhydrate hergestellt werden, benötigen Grünpflanzen noch Kohlenstoff. Dieser kann leicht aus dem CO² der Atmosphäre gewonnen werden, die Pflanze lagert dieses CO² in ihre Blätter ein. So wird Stärke erzeugt und als Vorrat in den Zellen gespeichert.

Fotorespiration

Die Umkehrung der Fotosynthese ist die Fotorespiration, dieser Vorgang ist unabhängig vom Licht und daher immer aktiv. Dabei binden die Pflanzen Sauerstoff in ihren Blättern, dieser wird "veratmet" und dadurch aufgebraucht, gleichzeitig gibt die Pflanze CO² in die Atmosphäre ab.

Der Prozess hat zwei Funktionen. Zum einen werden Stoffe aus dem Zyklus recycelt, zum anderen erfüllt der Vorgang eine Schutzfunktion. Die Überbelastung der Pflanze bei durch starke Sonnenbestrahlung gesteigerter Fotosynthese wird verhindert.

Pflanzen im Garten

Die Fotosynthese der Grünpflanzen im Garten wird durch Sonne, Dunkelheit und die Elemente reguliert, auch die Abgabe des CO² der Pflanzen in der Nacht wirkt sich im gesunden Ökosystem nicht nachteilig aus.