Fotosynteza to biochemiczny proces prowadzący do przemiany słonecznej energii świetlnej w energię chemiczną istot żywych. Cała energia zawarta w paliwach kopalnych (np. węgiel, ropa) właśnie pochodzi z procesu fotosyntezy, która zachodziła w roślinach przez miliony lat. Skład atmosfery Ziemi, a szczególnie obecność w niej nietrwałego tlenu, jest również skutkiem fotosyntezy.

Organizmy pozyskujące pożywienie na drodze fotosyntezy zalicza się do roślin, protistów i sinic. Dawniej wszystkie organizmy wyposażone w chlorofil zaliczano do jednego królestwa - roślin. Badania ewolucjonistów wykazały, że zdolność do fotosyntezy nie jest dobrym kryterium oceny związków filogenetycznych. Fotosynteza tlenowa (z uwolnieniem tlenu) powstała pierwotnie jedynie u sinic, natomiast aparat fotosyntetyczny pozostałych organizmów (chloroplast) jest wynikiem endosymbiozy.

Proces fotosyntezy ma bardzo złożony przebieg. Uczestniczy w nim kilkaset różnych związków chemicznych od chlorofilu po enzymy syntetyzujące glukozę. Sumarycznie, w przypadku roślin zielonych, cały proces można w skrajnym uproszczeniu przedstawić w następujący sposób:

Przez system naczyń włoskowatych jest do liści z korzeni dostarczana woda. Jednocześnie z powietrza lub wody, drogą dyfuzji, wnika do wnętrza komórek dwutlenek węgla (CO₂). Światło pochłonięte przez barwniki asymilacyjne zamieniane jest w pierwszym etapie w energię wiązań chemicznych wysokoenergetycznych związków: ATP i NADPH. Jest to tzw. faza jasna fotosyntezy - zależna od światła. Następnie energia zgromadzona w ATP i NADPH wykorzystywana jest do związania CO₂ i powstania prostych cukrów. Reakcje te zachodzą w stromie i są określane jako cykl Calvina. Jest to tzw. faza ciemna fotosyntezy - niezależna bezpośrednio (energetycznie) od obecności światła.

W formie sumarycznej przebieg fotosyntezy można zapisać jako:

6H₂O + 6CO₂ + energia świetlna -> C₆H₁₂O₆ + 6O₂

Czyli z wody, dwutlenku węgla i elektronów generowanych przez światło przy udziale chlorofilu, powstaje glukoza i tlen.

Powyżej przedstawiony schemat jest nazywany fotosyntezą C3, gdyż pierwszym trwałym produktem asymilacji CO₂ jest związek zawierający trzy atomy węgla. W roślinach klimatu tropikalnego zachodzi fotosynteza C4, w której pierwszym trwałym produktem wiązania CO₂ są związki czterowęglowe (kwasy dikarboksylowe). Jest ona wydajniejsza od fotosyntezy C3. U roślin z rodziny Crassulaceae (gruboszowate), wykryto specyficzny przebieg fotosyntezy C4, tzw. fotosyntezę CAM (ang. Crassulacean Acid Metabolism) - kwasowy metabolizm węgla (Crassulaceae to nazwa rodziny, do której należy m.in. ananas u której to rodziny wykryto po raz pierwszy ten typ fotosyntezy).

Wydajność energetyczna całego procesu fotosyntezy kształtuje się na poziomie 19-33%.

Fotosynteza jest procesem anabolicznym.

Zobacz też: przegląd zagadnień z zakresu biologii, Ziemia-śnieżka

Biochemia | Biologia molekularna

Fotosintese | تمثيل ضوئي | Фотосинтеза | Fotosíntesi | Fotosyntéza | Ffotosynthesis | Fotosyntese | Photosynthese | Photosynthesis | Fotosíntesis | Fotosintezo | نورساخت | Photosynthèse | Fotosíntese | 광합성 | Fotosinteza | Fotosintesis | Photosynthesis | Ljóstillífun | Fotosintesi clorofilliana | פוטוסינתזה | Fotosintezė | Фотосинтеза | Fotosintesis | Fotosynthese | 光合成 | Fotosyntese | Fotosyntese | Photosynthesis | Photosynthese | Fotossíntese | Фотосинтез | Photosynthesis | Fotosyntéza | Fotosinteza | Фотосинтеза | Fotosinteza | Fotosintésis | Yhteyttäminen | Fotosyntes | ஒளிச்சேர்க்கை | การสังเคราะห์ด้วยแสง | Quang hợp | Fotosentez | 光合作用