Wieso ist die Fotosynthese zweigeteilt?

Weil die Lichtenergie erst mal in nutzbare (chemische) Energie umgewandelt werden muss (Lichtreaktion), ehe sie dann im zweiten Schritt genutzt werden kann, um den Kohlenstoff als energiereiche Verbindung (Glucose) zu fixieren (Dunkelreaktion, Calvin-Zyklus). So wie man ja auch erst mal mit einer Solaranlage die Lichtenergie in nutzbare Energie, nämlich Strom, umwandeln muss, ehe man dann im zweiten Schritt damit morgens mit der Kaffeemaschine seinen Kaffee kochen kann.

Die Zweiteilung hat außerdem den Vorteil, dass auch bei Dunkelheit die Photosynthese nicht vollständig zum Erliegen kommt. Einige Pflanzen, die einen Sonderweg der Photosynthese gehen, nutzen die Zweiteilung der Photosynthese auch, um in heißen, trockenen Gebieten überleben zu können. Nämlich die sog. CAM-Pflanzen, zu denen z. B. Dickblattgewächse (Crassulaceae), Bromelien (Bromeliaceae) wie die Ananas, einige Orchideen und Kakteen gehören. Beim CAM-Stoffwechsel werden Licht- und Dunkelreaktion zeitlich voneinander getrennt. Damit die Dunkelreaktion ablaufen kann, muss die Pflanze ja Kohlendioxid aus der Luft aufnehmen. Das geschieht über die geöffneten Spaltöffnungen. Die Pflanze würde dabei aber gleichzeitig über die Spaltöffnungen Wasser verlieren. Das kann sich eine Pflanze z. B. in der Wüste aber nicht leisten. Deswegen werden die Spaltöffnungen tagsüber geschlossen. Nachts, wenn es kühler ist, werden die Spaltöffnungen dann geöffnet und der Kohlenstoff wird vorfixiert, indem die Pflanze daraus Äpfelsäure macht. Tagsüber, bei geschlossenen Spaltöffnungen, kann der Kohlenstoff aus der Äpfelsäure wieder freigesetzt werden und in den Calvin-Zyklus fließen.

Einfach gesagt wird bei der Lichtreaktion (Tag, Sonnenlicht) Licht in chemische Energie umgewandelt und danach bei der Dunkelreaktion (Nacht, Dunkelheit) mit dieser chemischen Energie Glucose aufgebaut.

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