光合成とは何か
光合成は、植物やその他の生物が光エネルギーを化学エネルギーに変換するプロセスであり、細胞呼吸を通じて、後に生物の活動燃料として放出される。この化学エネルギーの一部は、二酸化炭素と水から合成される糖やでんぷんなどの炭水化物分子に蓄えられる。それゆえ光合成という名前は、ギリシャ語のphōs（φ_1FFς）「光」とsynthesis（σύνθεσις）「組み立てる」からきている。ほとんどの植物、藻類、シアノバクテリアは光合成を行い、このような生物は光独立栄養生物と呼ばれる。光合成は、地球大気の酸素含有量の生産と維持に大きく関わっており、地球上の生命に必要なエネルギーのほとんどを供給している。
光合成は生物種によって異なるが、そのプロセスは常に、緑色のクロロフィル（および他の色の）色素／発色団を含む反応中心と呼ばれるタンパク質によって光からのエネルギーが吸収されることから始まる。植物では、これらのタンパク質は葉緑体と呼ばれる小器官の中に保持されており、葉の細胞に最も多く存在するが、細菌では細胞膜に埋め込まれている。光に依存するこれらの反応では、一部のエネルギーが水などの適切な物質から電子を奪い、酸素ガスを発生させるのに使われる。水の分解によって解放された水素は、さらに2つの化合物の生成に使われる。この化合物は、エネルギーを短期的に貯蔵する役割を果たし、その移動によって他の反応が促進される。これらの化合物は、還元型ニコチンアミドアデニンジヌクレオチドリン酸（NADPH）とアデノシン三リン酸（ATP）であり、細胞の「エネルギー通貨」である。

植物、藻類、シアノバクテリアでは、糖はカルビンサイクルと呼ばれる光に依存しない一連の反応によって合成される。カルビンサイクルでは、大気中の二酸化炭素が、リブロース二リン酸（RuBP）のようなすでに存在する有機炭素化合物に取り込まれる。光に依存する反応によって産生されたATPとNADPHを用いて、得られた化合物は還元除去され、グルコースなどのさらなる炭水化物を形成する。他の細菌では、逆クレブスサイクルのような異なるメカニズムが同じ目的を達成するために使用される。