La photosynthèse est un processus biologique par lequel l'énergie contenue dans la lumière est convertie en énergie chimique des liaisons entre les atomes qui alimentent les processus à l'intérieur des 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 les cellules végétales (dans des organites spécialisés appelés chloroplastes). La photosynthèse se déroule en deux étapes: les réactions lumineuses et les réactions sombres.
Oxydation et réduction
Comparé aux sucres comme le glucose, le dioxyde de carbone (CO2) est un composé chimique à faible énergie. Le CO2 est fortement «oxydé» par rapport au glucose, qui est plus «réduit». Lorsqu'un composé chimique, comme le CO2, gagne des électrons, il devient moins oxydé et plus réduit, ce qui signifie qu'il contient plus d'énergie pouvant être utilisée dans les cellules. En fait, ce sont les électrons qui détiennent l'énergie chimique. Ainsi, comme les molécules de CO2 sont modifiées chimiquement, les atomes de carbone sont réunis, 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 lumineuses de la photosynthèse, la synthèse du glucose, à l'aide de ces électrons, a lieu lors des réactions sombres.
Les réactions lumineuses
Pendant les réactions lumineuses de la photosynthèse, la lumière du soleil est captée par 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 détenue par des électrons qui peuvent être facilement transférés vers 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 utilisés par la suite pour produire du glucose à partir de CO2 dans la phase suivante de la photosynthèse, les réactions sombres.
