Fotosyntes representerar den biologiska processen genom vilken växter omvandlar ljusenergi till socker till bränslecellerceller. Består av två steg, omvandlar ett steg ljusenergin till socker och sedan omvandlar cellulär andning sockret till adenosintrifosfat, känt som ATP, bränslet för allt celllivsliv. Omvandlingen av oanvändbart solljus gör planterna gröna.

Medan fotosyntesens mekanismer är komplexa uppträder den totala reaktionen enligt följande: koldioxid + solljus + vatten ---> glukos (socker) + molekylärt syre. Fotosyntes sker genom flera steg som uppstår under två steg: ljusfasen och den mörka fasen.

Steg One: Ljusreaktioner

I den ljusberoende processen som äger rum i grana , den staplade membranstrukturen inom kloroplaster, hjälper ljusets direkta energi att växten gör molekyler som bär energi för användning i den mörka fasen av fotosyntes. Anläggningen använder ljusenergi för att generera co-enzymet Nicotinamid adenin-dinukleotidfosfat, eller NADPH och ATP, molekylerna som bär energi. De kemiska bindningarna i dessa föreningar lagrar energin och används under den mörka fasen.

Steg två: Mörka reaktioner

Den mörka fasen, som äger rum i stroma och i mörkret när molekyler som bär energi är närvarande, är också känd som Calvin-cykeln eller C _{3-cykeln. Den mörka fasen använder den ATP och NADPH som alstras i ljusfasen för att göra C-C-kovalenta bindningar av kolhydrater från koldioxid och vatten, med det kemiska ribulosebiphosphatet eller RuBP, en 5-C-kemisk infångning av koldioxiden. Sex molekyler av koldioxid går in i cykeln, som i sin tur producerar en molekyl glukos eller socker.}

Hur fotosyntes fungerar

En nyckelkomponent som driver fotosyntes är molekylen chlorofyll. Klorofyll är en stor molekyl med en speciell struktur som gör det möjligt att fånga ljusenergi och omvandla den till hög energielektroner, vilka används under reaktionerna i de två faserna för att till slut producera socker eller glukos.

I fotosyntetisk bakterier, sker reaktionen i cellmembranet och inuti cellen men utanför kärnan. I växter och fotosyntetiska protozoner är protozoaner encelliga organismer som tillhör eukaryotdomänen, samma livsdomän som innefattar växter, djur och svamp - fotosyntes sker inom kloroplaster. Kloroplaster är en typ av organiska eller membranbundna fack, anpassade för specifika funktioner som att skapa energi för växter.

Kloroplaster - En evolutionär tal

Medan kloroplaster finns idag i andra celler, så som växtceller har de egna DNA och gener. Analys av sekvensen av dessa gener har visat att kloroplaster utvecklats från självständigt levande fotosyntetiska organismer relaterade till en grupp av bakterier som kallas cyanobakterier.

En liknande process uppstod när föräldrarna av mitokondrier, organellerna i celler där oxidativ andning , den kemiska motsatsen till fotosyntes äger rum. Enligt teorin om endosymbios, en teori som nyligen gavs upp, på grund av en ny studie som publicerades i tidskriften Nature, levde både kloroplaster och mitokondrier en gång som oberoende bakterier men slogs in i förkärlekarna av eukaryoter, vilket slutligen ledde till framväxt av växter och djur.