Pflanzen stellen ihre eigene Nahrung her. Sie nutzen Sonnenlicht, Wasser und Kohlendioxid, um Zucker und Sauerstoff zu produzieren. Dieser Prozess heißt Photosynthese und ist die Grundlage des Lebens auf der Erde. Er findet in Chloroplasten statt, winzigen Strukturen in den Pflanzenzellen, die den grünen Farbstoff Chlorophyll enthalten. Chlorophyll absorbiert Sonnenlicht, hauptsächlich im blauen und roten Bereich des Spektrums. Die dabei freigesetzte Energie spaltet Wassermoleküle, wobei Sauerstoff als Nebenprodukt freigesetzt wird. Der Wasserstoff und das Kohlendioxid werden dann zum Aufbau von Glukose verwendet.

Die Photosynthese besteht aus zwei Hauptphasen. Die lichtabhängigen Reaktionen fangen Energie aus Sonnenlicht ein und produzieren ATP und NADPH. Der Calvin-Zyklus nutzt diese Energie, um Kohlendioxid in Zucker umzuwandeln. Die Gesamtgleichung ist einfach: Sechs Moleküle Kohlendioxid und sechs Moleküle Wasser ergeben ein Molekül Glucose und sechs Moleküle Sauerstoff. In Wirklichkeit sind jedoch Dutzende von Enzymen und Zwischenprodukten beteiligt. Die Photosynthese ist nicht perfekt effizient. Pflanzen wandeln nur einen kleinen Teil des einfallenden Sonnenlichts in chemische Energie um. Deshalb benötigen Ökosysteme so viel Sonnenlicht, um so viel Leben zu ermöglichen.

Ein- und Ausgänge

• Inputfaktoren: Sonnenlicht, Wasser, Kohlendioxid.
• Ausscheidungen: Glukose, Sauerstoff.
• Ort: Chloroplasten in Pflanzenzellen.
• Pigment: Chlorophyll, das Licht absorbiert.

Photosynthese und Zellatmung sind eng miteinander verbunden. Pflanzen produzieren Sauerstoff und Glukose. Tiere verbrauchen diese und setzen dabei Kohlendioxid frei. Dieser Kreislauf sorgt dafür, dass die Atmosphäre atembar bleibt.