Der Gasaustausch in Pflanzen findet in den Blättern statt. Sauerstoff und Wasserdampf verlassen die Pflanze, während Kohlendioxid durch Poren, die Stomata genannt werden, eindringt. Pflanzen benötigen Kohlendioxid für die Photosynthese und Sauerstoff für die Atmung.
Die Photosynthese erfordert eine Zufuhr von Wasser und Kohlendioxid. Diese beiden reagieren, um Kohlenhydrate zu produzieren. Als Abfallprodukt wird Sauerstoff freigesetzt. Die Photosyntheserate ist normalerweise höher als die Atmungsrate. Dies führt zu einer Nettosteigerung der Produktion und des Verbrauchs von Sauerstoff bzw. Kohlendioxid. Unter dem Strich produzieren Pflanzen daher Sauerstoff und verbrauchen Kohlendioxid.
Diese beiden Gase bewegen sich durch die Spaltöffnungen (Singular-Stoma) in die Pflanzen hinein und aus ihnen heraus. Diese speziellen Öffnungen befinden sich entlang der Unterseite des Blattes. Die Stomata haben eine optimale Form und Größe, damit eine effektive Gasdiffusion stattfindet. Die Hydratation einer Pflanze wird durch die Öffnung der Spaltöffnungen bestimmt. Zunächst kommt Wasser aus dem Boden, dringt durch Osmose in die Wurzel ein und wandert dann in einem Stängel in das Xylemgewebe, das es zu den Blättern transportiert.
Wenn Licht auf die Blätter scheint, beginnt die Photosynthese. Der dabei entstehende Sauerstoff verlässt die Pflanzen ebenso wie Wasserdampf, Kohlendioxid hingegen folgt dem umgekehrten Weg. Jedes Gas bewegt sich entlang eines Druck- oder Konzentrationsgradienten. Solange die Spaltöffnungen geöffnet bleiben und der Konzentrations- bzw. Druckgradient in die richtige Richtung bleibt, findet kontinuierlich ein Gasaustausch statt. Im Allgemeinen öffnen sich die Stomata bei Licht und schließen sich im Dunkeln.
