Fotosynteza jest procesem zachodzącym w komórkach roślinnych i polegającym na przekształceniu energii świetlnej w energię wiązań chemicznych. W czasie fotosyntezy CO2zawarty w powietrzu zostaje związany w tkance roślinnej przy użyciu energii promieniowania słonecznego oraz z udziałem wody. Produktem fotosyntezy są związki organiczne ( głownie glukoza ) oraztlen ( uwalniany do atmosfery ).

Fotosynteza zachodzi w komórkach zawierających barwniki fotosyntetyczne, z których najważniejszy jest chlorofil a , który pochłania światło fioletowe i czerwone. Barwniki zlokalizowane są w wyspecjalizowanych organellach, czyli chloroplastach. Fotosynteza zachodzi głównie w liściach roślin zielonych jak również w niektórych jej zielonych łodygach. Proces ten zachodzi także w komórkach niektórych bakterii, które zawierają barwnik- bakteriochlorofil. Organizmy , które mają zdolność przeprowadzania fotosyntezy nazywane są organizmami fotoautotroficznymi ( samożywnymi ).

Fotosynteza jest niezmiernie ważnym procesem, ponieważ dostarcza ogromnej ilości materii organicznej oraz jest podstawowym źródłem tlenu dostającego się do atmosfery.

Cały proces fotosyntezy można podzielić na dwa etapy : fazę jasną i ciemną.

Faza jasna zachodzi w tylakoidach- spłaszczonych pęcherzykach zawierających barwniki fotosyntetyczne znajdujące się wewnątrz chloroplastów. W czasie tej fazy energia słoneczna wychwytywana przez cząsteczki chlorofilu jest magazynowana w postaci wysokoenergetycznych wiązań w ATP. Dodatkowo zachodzi także fotoliza wody, a powstały wodór powoduje redukcję NADP do NADPH2. Powstałe w fazie jasnej cząsteczki ATP oraz NADPH2 stanowią siłę asymilacyjną potrzebną w drugiej fazie fotosyntezy, czyli fazie ciemnej.

Faza ciemna zachodzi w przestrzeni pomiędzy tylakoidami, czyli stromie. W czasie jej trwania następuje wbudowanie dwutlenku węgla w cząsteczkę trójwęglowego związku organicznego, czyli aldehydu 3-fosfoglicerynowego. Proces redukcji dwutlenku węgla jest nazywany cyklem Calvina.

W pierwszym jego etapie CO2 przyłącza się do akceptora, czyli rybulozobisfosforanu

( RuBP). Wynikiem tej reakcji jest powstanie kwasu 3-fosfoglicerynowego.

Kolejny etap polega na zredukowaniu kwasu do aldehydu 3-fosfoglicerynowego, przy udziale siły asymilacyjnej , czyli NADPH2 oraz ATP. Powstały aldehyd jest substratem wyjściowym do budowy złożonych związków organicznych. W czasie jednego cyklu Calvina powstaje 6 cząsteczek aldehydu, z czego tylko jedna jest użyta do syntezy związków organicznych, natomiast pozostałych 5 cząsteczek jest użyta do odtworzenia aldehydu CO2, czyli RuBP.

Ogólny wzór fotosyntezy:

6 CO2 + 6H2O + energia świetlna → C6H12O6 + 6O2.