Фотосинтез растений представляет собой непростой физико-биохимический процесс, с помощью которого растения преобразовывают электрическую энергию, находящуюся в солнечных лучах, в хим энергию, применяемую в органических соединениях. В базе данного процесса лежит цепочка окислительно-восстановительных хим реакций, в итоге которых электроны переносятся от доноров-восстановителей, которыми являются водород и вода, к акцепторам, представляющим из себя окислители. При всем этом образуются углеводы и выделяется O2 при окислении воды.

Фотосинтез растений имеет две поочередных стадии. 1-ая стадия именуется световой (фотохимической). На этом шаге квантовая световая энергия преобразуется в хим энергию для связей высокоэнергетических соединений, также в универсальный восстановитель. На 2-ой стадии, имеющей заглавие темновой (метаболической), приобретенная хим энергия и универсальный восстановитель проходят цикл для фиксации и восстановления углекислоты, в итоге чего создаются углеводы. Механизм фотосинтеза делит световую и темновую стадии не только лишь во времени, да и в пространстве. Световой шаг проходит в особых тилакоидных энергопреобразующих мембранах, в то время как темновые реакции проходят или в строме хлоропласта, или в цитоплазме.

Фотосинтез и дыхание растений основывается на поглощении световых квантов, где главную роль играют хлорофиллы, диапазон поглощения которых включает видимую область, также ближние к ней части инфракрасных и ультрафиолетовых областей. Главным пигментом для всех растений, осуществляющих фотосинтез, является хлорофилл а. Зеленоватые водные растения, мхи и сосудистые растения имеют к тому же хлорофилл b, который расширяет поглощаемый световой диапазон. Некие виды водных растений содержат также хлорофиллы c и d. Кроме хлорофиллов, в процессе поглощения света принимают также роль каротиноиды и фикобилины.

После поглощения света наступает фотохимический шаг, в каком учавствуют две фотосистемы типов I и II (ФС1 и ФС2). Любая из фотосистем состоит из обскурантистского центра, где происходит разделение зарядов, электротранспортной цепи, где происходит окисление электронов, и набора компонент, которые делают процессы по фотоокислению воды и регенерации обскурантистского центра. В обскурантистских центрах квантовая световая энергия преобразуется в хим, а далее электроны движутся согласно градиенту химического потенциала, представляющего из себя электрон-транспортную цепочку фотосинтеза.

Фотосистема типа II делает реакции по фотоокислению воды, в итоге чего появляется кислород и протон Н+. Параллельно фотосинтетическому транспорту электронов происходит процесс переноса протонов из хлоропласта во внутритилакоидную область. В итоге реакций образуются НАДФН и АТФ, которые являются первичными продуктами фотосинтеза. Дальше фотосинтез растений создает ферментативные реакции, при которых из углекислот получаются белки, углеводы и жиры. Если же темновой метаболизм имеет неуглеводную направленность, то образуются аминокислоты, органические соединения и белки.

Метаболические процессы по типу фиксации CO2 разделяются на С3-, С4- и САМ-фотосинтез. При всем этом углеводы, которые образуются на темновой стадии фотосинтеза, могут отложиться в хлоропластах в виде соединений крахмала, выйти из хлоропластов для образования новых клеток, делать функции источника энергии для метаболических реакций.

Фотосинтез растений употребляет только 1-2 процента поглощенной световой энергии. На интенсивность процесса фотосинтеза оказывает влияние спектральный состав и интенсивность света, температура, аква режим растения и его минеральное питание, концентрация СО2 и О2, также другие причины среды.