Kimyasal bir fenomen olarak fotosentez,su ve karbondioksitin etkileşimi ile organik bileşiklerin oluştuğu bir süreçtir. Fotosentetik maddelerin doğrudan katılımı ile sürecin ışıkta seyri vazgeçilmez bir durumdur. Bitki dünyası için, bu tür maddeler bakteri - bakteriyoklorofil için klorofildir.
Bu reaksiyon doğası gereği çok aşamalıdır vekuantum karakteri. Çok aşamalı doğa, fotosentez sırasında, alınan ışığın kuantum enerjisini alma, dönüştürme ve kullanma süreçlerinin sırayla ilerlemesiyle kendini gösterir. Bu dönüşümlerden biri, karbondioksiti organik maddeye dönüştürme sürecidir. Ve enerjiye doymuş moleküllerin ve ATP bileşiklerinin ortaya çıktığı süreç, fotosentezin hafif fazı olarak adlandırılır. Bu aşamanın ana koşulu ve faktörü, ışık enerjisinin varlığıdır. Fotosentezin hafif fazı gibi bir dönüşümü sağlamak için mekanizma şematik olarak aşağıdaki gibi gösterilebilir. Bitkilerin kloroplastlarında zarların üzerinde bulunan klorofil, güneş enerjisinin ışık akısını absorbe eder. Daha sonra bu enerji, fosforik asit elementlerinin ATP ve ADP moleküllerinin elementleriyle kombinasyonunu teşvik eder. Ancak ışık enerjisinin işi de burada bitmiyor. Moleküllerin füzyon sürecini etkilemenin yanı sıra, bu enerji, su elementlerinin bölünmesi reaksiyonunun gerçekleştirilmesini mümkün kılar. Burada fotosentezin hafif fazı 2H20 = 4H + + 4e- + O2 reaksiyonu şeklinde ilerler. Gördüğünüz gibi, bu reaksiyonun sonucu açığa çıkan oksijendir ve daha sonra doğal ortama serbest biçimde girer.
Bir sonraki aşama, bu sıradafotosentezin hafif fazı, klorofil moleküllerinin aktivasyonudur. Bu işlem sırasında, ışık kuantumunun etkisi altında, klorofil molekülünün elektronu molekülün yapısında daha yüksek bir elektronik seviyeye hareket eder. Kloroplast proteinlerinin elementleri, bu elektronun katalizörü ve taşıyıcıları olarak görev yapar. Bu taşıyıcı proteinlerin belirli bir dizisinden geçerek klorofil molekülünün elektronu enerjisini kaybetmeye zorlanır ve ATP moleküllerinde redoks sürecini sürdürmek için harcanır.
Bu şekilde kaybettikleri enerjileri ve unsurları(elektronlar), klorofil molekülleri, yukarıda bahsedilen su molekülünün bölünmesi reaksiyonunun bir sonucu olarak ortaya çıkan elektronların eklenmesinden dolayı azalır. Bu bölme işleminde ortaya çıkan hidrojen, kloroplast içindeki taşıyıcısının rolünü oynayabilecek başka bir maddeyle sentezlenir.
Bitkiler doğal olarak koşullarda bulunurkaranlık, yani ışık enerjisi akışı olmadığında. Bu nedenle, kloroplastın zar ile tilakoidleri arasındaki boşlukta gerçekleştirilen fotosentezin karanlık aşaması da meydana gelir. Bu aşama için ışık enerjisine ihtiyaç duyulmaz ve reaksiyonun kendisi, atmosferik havaya giren karbondioksit moleküllerinin birbirini izleyen dönüşüm süreçlerinden oluşur. Bu tür dönüşümlerin sonucu, her şeyden önce glikoz moleküllerinin ve diğer organik bileşiklerin oluşumudur. Bu bileşikler amino asitler, nükleotidler ve iyi bilinen gliserindir.
Bilimde fotosentez aşamalarına bölünmeye ek olarakbu doğal sürecin türlere göre sınıflandırılması dikkate alınır. Bunlardan başlıcaları sırasıyla üç ve dört karbonlu bileşiklerin oluştuğu C3-fotosentez ve C4-fotosentezdir.
