Los organismos clorofílicos eucarióticos y cianobacterias tienen la capacidad de transformar agua y energía luminosas en oxígeno; y dióxido de carbono en agua. Tal fenómeno se llama fotosíntesis, siendo esta de extrema importancia no solamente para el mantenimiento de la vida de estos organismos, sino también para todo el planeta, puesto que libera oxígeno y también consume dióxido de carbono (limpiando el ambiente), además de permitir la existencia de plantas y otros organismos productores de cadenas alimentarias.
La fórmula simplificada de la fotosíntesis es como sigue:
6 CO2 + 6 H2O → C6H12O6 + 6 O2 siendo CO2 dióxido de carbono, H2O agua, C6H12O6 glucosa y 6O2 oxígeno. En este proceso se muestra que al tomar dióxido de carbono y agua se forma el alimento para los vegetales (glucosa) y también se libera oxígeno al ambiente.
La clorofila, pigmento situado en el interior de los cloroplastos, es esencial para este proceso, porque tiene la capacidad de reflejar la luz verde y absorber las longitudes de onda de la luz roja y azul de los rayos del sol: indispensables para llevar a cabo la fotosíntesis.
En la primera etapa de la fotosíntesis llamada etapa fotoquímica o reacción de Hill, la energía de la luz es capaz de adicionar una molécula de fosfato a cada molécula de ADP (adenosín difosfato), generando ATP (adenosín trifosfato). Este evento es denominado de fotofosforilación cíclica.
También en la fase clara, hay una rotura de moléculas de agua, con liberación de gas oxígeno (O2) y transferencia de hidrógeno para moléculas de NADP (nicotinamida adenina dinucleótido fosfato). De este proceso se produce la formación de NADPH2 (nicotinamida adenina dinucleótido fosfato).
Tanto ATP y NADPH2 se utilizan en el siguiente paso de la fotosíntesis. En esta fase, conocida como etapa química, Ciclo de Calvin o fase de fijación del CO2 de la fotosíntesis, la luz solar no ejerce papel primordial y sí el gas carbónico. En tal etapa, numerosas y complejas reacciones dan origen a la glucosa a partir del CO2, hidrógeno (procedente del NADPH2) y energía (liberada por el ATP).
Moléculas de glucosa pueden formar almidón; o, unidas a moléculas de fructosa, originar sacarosa; o, todavía, ser convertidas en diversos otros tipos de sustancias. Esos carbohidratos serán usados en actividades como respiración celular, formación de celulosa, síntesis de proteínas, entre otros; del individuo fotosintético.
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