Fotosynteza to fundamentalny proces biologiczny zachodzący w roślinach, który przekształca energię świetlną w energię chemiczną.
Faza jasna fotosyntezy zachodzi w tylakoidach chloroplastów, gdzie barwniki fotosyntetyczne, głównie chlorofil a i b, pochłaniają energię świetlną. W tej fazie następuje rozkład cząsteczek wody (fotoliza), uwolnienie tlenu i wytworzenie NADPH oraz ATP. Główne barwniki fotosyntetyczne współpracują z barwnikami pomocniczymi, takimi jak karotenoidy i ksantofile, które zwiększają wydajność pochłaniania światła. Budowa chlorofilu jest złożona - zawiera pierścień porfirynowy z atomem magnezu w centrum i długi łańcuch fitolowy.
Przebieg fazy ciemnej fotosyntezy ma miejsce w stromie chloroplastów, gdzie zachodzi cykl Calvina-Bensona. W tej fazie, przy użyciu ATP i NADPH wytworzonych w fazie jasnej, następuje wiązanie dwutlenku węgla i produkcja glukozy. Produkty fazy ciemnej fotosyntezy to głównie węglowodany, które roślina wykorzystuje do wzrostu i magazynowania energii. Barwniki roślinne odgrywają kluczową rolę nie tylko w fotosyntezie, ale także w ochronie rośliny przed nadmiernym promieniowaniem. Czerwone i żółte barwniki w liściach stają się widoczne jesienią, gdy chlorofil ulega rozpadowi. Cały proces fotosyntezy jest precyzyjnie regulowany przez czynniki środowiskowe, takie jak natężenie światła, temperatura i dostępność wody oraz dwutlenku węgla. Dla uczniów przygotowujących się do egzaminów z biologii rozszerzonej, zrozumienie mechanizmów fotosyntezy jest kluczowe, gdyż stanowi ona podstawę funkcjonowania ekosystemów i produkcji pierwotnej na Ziemi.