Fotosyntes är en biologisk process genom vilken energi som ingår i ljus omvandlas till kemisk energi av bindningar mellan atomer som driver processer inom celler. Det är anledningen till att jordens atmosfär och hav innehåller syre. Fotosyntes förekommer idag inom en mängd olika encelliga organismer såväl som i växtceller (i specialorganeller kallade kloroplaster). Det finns två steg i fotosyntesen: ljusreaktionerna och de mörka reaktionerna.

Oxidering och reduktion

Jämfört med sockerarter som glukos är koldioxid (CO2) en kemisk förening med låg energi. CO2 är mycket "oxiderad" jämfört med en glukos, som är mer "reducerad". När en kemisk förening, som t.ex. koldioxidvinster, blir den mindre oxiderad och mer reducerad, det betyder att den innehåller mer energi som kan användas i celler. I själva verket är elektronerna vad håller den kemiska energin. Således, som CO2-molekyler förändras kemiskt, förenas kolatomer, vilket bildar glukos, vilket är mer reducerat och därmed håller mer energi. Medan elektronerna brukade göra glukos kommer från ljusreaktionerna av fotosyntes, sker syntesen av glukos, med hjälp av dessa elektroner, under de mörka reaktionerna.

Ljusreaktionerna

Under ljusreaktionerna av fotosyntes, ljus från solen fångas genom en serie reaktioner som involverar den kemiska klorofyllen. Detta resulterar i syntesen av två kemikalier med hög energi: ATP och NADPH, den senare vars kemiska energi hålls av elektroner som lätt kan överföras till andra föreningar. Denna uppsättning reaktioner kräver vatten (H2O) från vilket syre frigörs under processen. ATP och NADPH används därefter för att producera glukos från CO2 i nästa fas av fotosyntes, de mörka reaktionerna.