Die Fotosynthese ist ein komplexer biochemischer Prozess, bei dem Pflanzen Sonnenlicht in chemische Energie umwandeln.
Die Abbildung von chemischer Energie in der Fotosynthese erfolgt in mehreren Schritten innerhalb der Chloroplasten. Diese speziellen Organellen befinden sich hauptsächlich im Schwamm- und Palisadengewebe der Blätter. Im Palisadengewebe sind die Chloroplasten besonders dicht gepackt, um eine optimale Lichtaufnahme zu gewährleisten. Das Schwammgewebe hingegen enthält mehr Lufträume zwischen den Zellen, was den Gasaustausch erleichtert. Die Chloroplasten wandeln mithilfe des grünen Blattfarbstoffs Chlorophyll Lichtenergie in chemische Energie um.
Ein wichtiger Aspekt der Fotosynthese ist der Emerson Effekt in der Fotosyntheseprozesse. Robert Emerson entdeckte, dass zwei verschiedene Photosysteme zusammenarbeiten müssen, um die maximale Effizienz der Fotosynthese zu erreichen. Photosystem I und II arbeiten wie eine Art Staffellauf: Photosystem II fängt zuerst die Lichtenergie ein und gibt sie dann an Photosystem I weiter. Diese Entdeckung half zu verstehen, warum Pflanzen rotes und blaues Licht besser nutzen können als grünes Licht. Die Chloroplasten enthalten außerdem spezielle Enzyme und Proteine, die für die Umwandlung von Kohlendioxid und Wasser in Glucose und Sauerstoff verantwortlich sind. Dieser Prozess findet in den Thylakoidmembranen der Chloroplasten statt, wo die Lichtenergie zunächst in elektrische Energie und dann in chemische Energie umgewandelt wird. Das Endprodukt Glucose dient der Pflanze als Energiespeicher und Baustein für weitere wichtige Moleküle.
