A fotossíntese é o processo notável pelo qual as plantas capturam a energia luminosa do sol e a utilizam para converter carbono

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A fotossíntese é o processo notável pelo qual as plantas capturam a energia luminosa do sol e a utilizam para converter dióxido de carbono e água em açúcares ricos em energia, enquanto liberam oxigênio como subproduto. A equação química geral para este processo é 6 CO₂ + 6 H₂O + energia luminosa → C₆H₁₂O₆ + 6 O₂. Ela ocorre dentro de organelas especializadas chamadas cloroplastos, principalmente nas folhas de plantas verdes.

O processo desenrola-se em duas etapas interconectadas que funcionam perfeitamente em conjunto. Nas reações dependentes da luz, que ocorrem nas membranas dos tilacoides dentro dos cloroplastos, a clorofila e outros pigmentos absorvem a luz solar. Esta energia absorvida divide as moléculas de água através da fotólise, liberando gás oxigênio, prótons e elétrons. A energia é então convertida em formas químicas — especificamente ATP e NADPH — através de uma cadeia de transporte de elétrons que cria um gradiente de prótons para a síntese de ATP. Estes transportadores de energia armazenam a energia luminosa capturada e fornecem a potência necessária para a etapa seguinte.

As reações independentes da luz, também conhecidas como ciclo de Calvin, ocorrem no estroma circundante do cloroplasto. Aqui, o ATP e o NADPH produzidos na primeira etapa impulsionam a fixação do dióxido de carbono em açúcares de três carbonos, como o gliceraldeído-3-fosfato (G3P). Através de uma série de etapas enzimáticas, estas moléculas são montadas em glucose e outros carboidratos que a planta utiliza para armazenamento de energia e crescimento. Embora esta etapa não exija luz diretamente, ela depende inteiramente dos produtos das reações dependentes da luz, e algumas de suas enzimas são ativadas pela luz.

Ao transformar a luz solar em energia química, a fotossíntese forma a base da maioria das cadeias alimentares na Terra. Ela fornece o oxigênio que respiramos e os compostos orgânicos que sustentam as plantas e os animais que dependem delas, tornando-se essencial para a vida como a conhecemos.