Fotosynteza to fundamentalny proces biologiczny zachodzący w roślinach, glonach i niektórych bakteriach, podczas którego energia świetlna jest przekształcana w energię chemiczną.
Przebieg fotosyntezy składa się z dwóch głównych etapów: fazy jasnej fotosyntezy, która wymaga światła, oraz fazy ciemnej (cyklu Calvina). W fazie jasnej, barwniki fotosyntetyczne, głównie chlorofil a i b, wychwytują energię świetlną. Główne barwniki fotosyntetyczne znajdują się w kompleksach zwanych fotosystemami (PSI i PSII). Oprócz chlorofili, ważną rolę pełnią również karotenoidy i fikobiliny, które wspomagają proces pochłaniania światła i chronią aparat fotosyntetyczny przed uszkodzeniem.
W procesie fotosyntezy oksygenicznej, woda jest rozkładana na tlen, protony i elektrony, a dwutlenek węgla jest przekształcany w glukozę. Pierwotny produkt fotosyntezy to 3-fosfoglicerynian, który następnie jest przekształcany w glukozę. Istnieje również fotosynteza anoksygeniczna, występująca u niektórych bakterii, gdzie zamiast wody wykorzystywane są inne związki jako donory elektronów. Znaczenie fotosyntezy dla człowieka jest ogromne - proces ten nie tylko dostarcza tlenu do atmosfery, ale również jest źródłem pożywienia dla organizmów heterotroficznych. Budowa chlorofilu, zawierająca pierścień porfirynowy z centralnie umieszczonym atomem magnezu, jest kluczowa dla efektywnego przebiegu tego procesu. Rola fotosystemów w procesie fotosyntezy polega na organizacji i koordynacji przepływu elektronów, co umożliwia efektywne wykorzystanie energii świetlnej.
