La photosynthèse est un processus biologique par lequel l'énergie contenue dans la lumière est convertie en énergie chimique de liaisons entre les atomes qui alimentent les cellules. C'est la raison pour laquelle l'atmosphère et les mers de la Terre contiennent de l'oxygène. La photosynthèse se produit aujourd'hui dans une variété d'organismes unicellulaires ainsi que dans des cellules végétales (dans des organites spécialisés appelés chloroplastes). Il y a deux étapes de la photosynthèse: les réactions de lumière et les réactions sombres.

Comparé aux sucres tels que le glucose, le dioxyde de carbone (CO2) est un composé chimique de faible énergie. Le CO2 est fortement "oxydé" par rapport à un glucose, qui est plus "réduit". Quand un composé chimique, tel que le CO2, gagne des électrons, il devient moins oxydé et plus réduit, ce qui signifie qu'il contient plus d'énergie qui peut être utilisée dans les cellules. En fait, les électrons sont ce qui retient l'énergie chimique. Ainsi, à mesure que les molécules de CO2 sont modifiées chimiquement, les atomes de carbone se rejoignent, formant du glucose, qui est plus réduit et contient donc plus d'énergie. Alors que les électrons utilisés pour fabriquer le glucose proviennent des réactions légères de la photosynthèse, la synthèse du glucose, utilisant ces électrons, a lieu pendant les réactions sombres.

Les réactions de la lumière

Pendant les réactions de la lumière de la photosynthèse, la lumière du soleil est capturée à travers une série de réactions impliquant la chlorophylle chimique. Il en résulte la synthèse de deux composés chimiques de haute énergie: l'ATP et le NADPH, ce dernier dont l'énergie chimique est maintenue par des électrons pouvant être facilement transférés à d'autres composés. Cet ensemble de réactions nécessite de l'eau (H2O) à partir de laquelle l'oxygène est libéré au cours du processus. L'ATP et le NADPH sont ensuite utilisés pour produire du glucose à partir du CO2 dans la phase suivante de la photosynthèse, les réactions sombres.