Fotosynthese is het proces waarbij zonlicht wordt omgezet in chemische energie door het op te slaan in glucose- of suikerbindingen. Dit proces vindt plaats in planten, bacteriën en sommige protisten of algen om suiker als voedsel te produceren. Het chlorofyl aanwezig in bladeren van fotosynthetische planten vangt energie uit zonlicht op en zet deze om in koolhydraten. Fotosynthese gebruikt kooldioxide (CO2) en water als grondstof om suiker te produceren en zuurstof als bijproduct af te geven.
Biologische structuur

Fotosynthese vindt voornamelijk plaats in bladeren en stengels. Het typische blad omvat de bovenste en onderste epidermis, vaatbundels, mesofyl en stomate, of plantenporiën. De bovenste en onderste epidermis dienen als bescherming voor het blad. De stomaten zijn poriën in de onderste opperhuid die fungeren als een doorgang voor CO2 en lucht om te passeren. De vaatbundels verplaatsen water, mineralen en voedingsstoffen rond de plant. Het mesofyl bevat chloroplast in zijn thylakoïde membraan. Dit is de plaats waar fotosynthese plaatsvindt.
Het optreden van chemische reactie

De algehele chemische reactie onder fotosynthese kan worden geschreven als "6H2O + 6CO2 -----> C6H12O6 + 6O2." Het proces vindt plaats in twee stadia. De eerste fase is de reactie van licht dat wordt gebruikt om hoogenergiemoleculen te vormen. De in de lichtreactie geoogste energie wordt opgeslagen in cellen in de vorm van een chemische stof genaamd ATP of adenosinetrifosfaat. De tweede fase van fotosynthese wordt de Calvin-cyclusreactie genoemd.
Calvin-cyclusreactie

In dit deel van de reactie wordt chemische energie opgeslagen bij ATP gebruikt om suiker uit CO2 te produceren via enzymatische of enzymreacties. Aanvankelijk reageert CO2 met een vijf-koolstofverbinding genaamd ribulosebisfosfaat (RuBP), gekatalyseerd door het enzym carboxylase-oxygenase om een stabiele, drie-koolstofverbinding te produceren genaamd fosfoglyceraat (PGA). In ATP gevangen energie zet PGA om in glyceraldehyde 3-fosfaat (G3P) dat wordt omgezet in andere organische verbindingen.
Factoren die fotosynthese beperken

Fotosynthese wordt in hoge mate bepaald door factoren zoals lichtintensiteit, bodemvoedingsstoffen, water beschikbaarheid, temperatuur en concentratie van koolstofdioxide in de atmosfeer. Verlaging van het waterniveau vermindert vocht uit de bodem en sluit de huidmondjes. Dit beperkt de diffusie van kooldioxide en beïnvloedt de fotosynthese