فرآیندی زیستی جهت تبدیل نور به انرژی شیمیایی. است که در آن، توسط و برخی از به ذخیره‌شده در آن‌ها تبدیل می‌شود. کمابیش همهٔ روی به آن وابسته‌اند. در عمل فتوسنتز، اندام‌هایی مانند که دارای هستند، ، و را جذب کرده و به می‌رسانند. طی که درون کلروپلاست انجام می‌گیرد، این مواد به و تبدیل می‌شوند. همهٔ اکسیژن کنونی موجود بر روی زمین، فراوردهٔ فتوسنتز است. برخی از کربوهیدرات‌های مهم تولیدشده مانند ، می‌توانند به دیگر ، ، ، و تبدیل شوند که برای تبدیل‌شدن به پروتئین، نیاز به دارند. ، یکی از نخستین آزمایش‌های مربوط به فتوسنتز را انجام داد.
 همهٔ بخش‌های سبزرنگ گیاه، قادر به انجام عمل فتوسنتز هستند. مادهٔ سبز موجود در گیاهان که یا کلروفیل نام دارد، آغازکنندهٔ واکنش‌های فتوسنتز است. فتوسنتز در اندام‌هایی که فاقد سبزینه هستند، انجام نمی‌گیرد. که در سبزینه‌دار گیاهان وجود دارند، محل استقرار سبزینه می‌باشند. سلول‌های ، بیشترین مقدار کلروپلاست را دارند و به‌همین دلیل، اندام اصلی فتوسنتز در گیاهان به‌شمار می‌آیند.
 قدمت نخستین فتوسنتز به حدود ۳٫۵ میلیارد سال پیش بازمی‌گردد که در آن ، از و به‌جای آب استفاده شده‌است. حدود یک میلیارد سال پیش، با کردند که حاصل آن، به وجود آمدن کلروپلاست در گیاهان امروزی است.
 نیاکان آب‌هایی که به‌عنوان منبع در فتوسنتز استفاده می‌شوند، منقرض‌شده هستند. داده‌های نشان می‌دهد که تاریخ این رویداد به دورهٔ نخست ، میان ۲٫۴۵ تا ۲٫۳۲ میلیارد سال پیش و حتی بسیار بیشتر از آن بازمی‌گردد.
 پژوهشگران در سال ۲۰۱۰ کشف کردند که ، با استفاده از به‌نام ، نور خورشید را به برق تبدیل می‌کند. این شواهد علمی نشان داد که نیز در فتوسنتز درگیرند.
 حدود ۳ میلیارد سال پیش، تنها ۰٫۰۴٪ زمین را پوشانده‌بود. هواکرهٔ آن زمان بیشتر از ، و تشکیل شده‌بود. جاندارانی که در آن عصر می‌زیستند، تنها بودند. باکتری‌هایی که بدون نیاز به اکسیژن، را به یا تبدیل می‌کنند و از این راه، خود را به‌دست می‌آورند. چنین باکتری‌هایی که در هوا می‌زیستند، هم‌اکنون نیز روی زمین فراوانند. حدود ۲٫۵ میلیارد سال پیش، جاندارانی که قادر به انجام عمل فتوسنتز بودند، روی زمین پدیدار شدند و هم‌زمان با آغاز به آزادسازی اکسیژن از آب کردند. تقریباً همهٔ اکسیژن هواکرهٔ کنونی، محصول فتوسنتز است. 
 گفته می‌شود که نخستین فتوسنتز در حدود ۳٫۵ میلیارد سال پیش رخ‌داده و در آن واکنش، از و به‌جای آب استفاده شده‌است. یافت‌شده نمایان‌گر این هستند که فتوسنتز قدمتی ۳٫۴ میلیارد ساله دارد. حدود ۲٫۴ میلیارد سال پیش، با آزادسازی اکسیژن، ظاهر زمین را به‌طور دائم تغییر دادند. حدود یک میلیارد سال پیش، با کردند که حاصل آن، به وجود آمدن در گیاهان امروزی است. 
 فتوسنتز به‌شکل زیر است: 
 
 
 بسیاری از از جمله ، و با که عمل فتوسنتز را انجام می‌دهند، رابطهٔ دارند. این هم‌زیستی احتمالاً به‌دلیل سادهٔ این جانداران می‌باشد. علاوه بر این، چندی از با جلبک‌ها هم‌زیستی دارند و غذای آن را در بدن خود ذخیره می‌کنند. از این جلبک‌ها، نیاز نرم‌تنان به چندین ماه مواد غذایی را برطرف می‌کند. برخی از درون هستهٔ سلول‌های گیاهی در نرم‌تنان با تکثیر کلروپلاست، لازم برای زنده‌ماندن جاندار را تأمین می‌کند. 
 اشکال هم‌زیستی ممکن‌است بتواند منشأ کلروپلاست را توضیح دهد. سلول‌های گیاهان که کلروپلاست دارند، شباهت زیادی به انواع دارند، از جمله از جهت دارای بودن های دایره‌ای شکل، و برخی از مشارکت‌کننده در عمل فتوسنتز. طبق ، نخستین سلول‌های گیاهی حاصل به کار گرفته شدن مشارکت‌کننده در عمل فتوسنتز توسط سلول‌های اولیهٔ هستند. باتوجه به این نظریه، کلروپلاست‌ها باکتری‌هایی هستند که با زندگی درون سلول‌های گیاهی مانند سازگار هستند. کلروپلاست، جدا از هستهٔ سلول‌های گیاهی، شبیه دی‌ان‌ای سیانوباکتری‌ها است. 
 توانایی استفاده از آب به‌عنوان منبع در فتوسنتز ریشهٔ تاریخی مشترکی با منقرض‌شده دارد. داده‌های نشان می‌دهد که تاریخ این رویداد به دورهٔ نخست ، میان ۲٫۴۵ تا ۲٫۳۲ میلیارد سال پیش و حتی بسیار بیشتر از آن بازمی‌گردد. شواهد موجود از مطالعات نشان می‌دهد که زندگی در ۳٫۵ میلیارد سال پیش روی زمین وجود داشته‌است. اما در آن عصر، فتوسنتز تکامل پیدا نکرده بوده‌است و اکسیژن زیادی زمین را نپوشانده بود. با این حال، داده‌های نشان می‌دهد که حدود دو میلیارد سال پیش، انواع سیانوباکتری‌ها، در عصر (حدود ۲٫۵ میلیارد تا ۵۴۳ میلیون سال پیش) و (حدود ۲۵۱ تا ۶۵ میلیون سال پیش) می‌زیستند. اعتقاد بر این است که سیانوباکتری‌ها هم‌اکنون باقی‌مانده‌اند و اهمیت بسیاری برای دریایی دارند. 
 پژوهشگران در سال ۲۰۱۰ کشف کردند که ، با استفاده از به‌نام ، نور خورشید را به برق تبدیل می‌کند. این شواهد علمی نشان داد که نیز در فتوسنتز درگیرند. 
 معتقد بودند که خاک، همه نیازهای گیاه را برطرف می‌کند. حدود ۳۰۰ سال پیش، دانشمندی به‌نام ، این عقیدهٔ یونانیان باستان را آزمایش کرد. او یکی از نخستین آزمایش‌های مربوط به فتوسنتز را انجام داد. او قلمهٔ بیدی را در مقداری خاک کاشت و خاک را به‌مدت پنج سال با آب باران کرد؛ و متوجه شد که وزن خاک در این مدت تغییری نکرد اما بر وزن گیاه افزوده شد. ون هلمونت از این آزمایش دو نتیجهٔ درست و نادرست گرفت: نتیجه درست این بود که گیاه بیشتر مواد موردنیاز خود را از خاک به‌دست نمی‌آورد. نتیجهٔ نادرست نیز این بود که گیاه بیشتر مواد موردنیاز خود را از آب به‌دست می‌آورد. البته او در نتیجه‌گیری نهایی دچار اشتباه‌شد؛ چون وزن مصرفی در طی پنج سال را در نظر نگرفته‌بود.
 
همهٔ بخش‌های سبز گیاهان، مانند ، و ، فتوسنتز انجام می‌دهند. بخش‌هایی از گیاه مانند که نور به آن‌ها نمی‌تابد، سبزینه ندارند و فتوسنتز انجام نمی‌دهند. مادهٔ سبز موجود در گیاهان که یا کلروفیل نام دارد، آغازکنندهٔ واکنش‌های فتوسنتزی است. بخش‌هایی از گیاه که سبزینه ندارند، فتوسنتز انجام نمی‌دهند. محل انجام فتوسنتز در گیاهان، نام دارد و در آن، بخش های سکه مانندی به اسم تیلاکویید وجود دارد.درغشا و دیوارۀ تیلاکویید مولکول‌های سبزینه وجود دارند. مولکول‌های سبزینه که سبزرنگ هستند، نور خورشید را جذب می‌کنند و به‌این ترتیب، واکنش‌های فتوسنتزی آغاز می‌شود. برگ‌ها، بیشترین شمار کلروپلاست‌ها را دارند. سلول‌های سبزینه، بیشتر نور آبی و قرمز را جذب کرده و نور سبز را منعکس می‌کنند؛ به همین دلیل، سبزینه سبزرنگ دیده می‌شود. 
 رنگین، سبز نیستند و سبزینه ندارند. مواد رنگین موجود در گلبرگ‌ها، توجه را به خود جلب کرده و حشرات، می‌کنند. حتی برخی از گیاهان که برگ‌های قرمز دارند نیز از انجام فتوسنتز در برگ‌ها عاجزند. برخی از گیاهان، برگ‌های ابلق دارند؛ یعنی بخشی از برگ، سفید و بخشی دیگر سبز است. در بخش‌های سفید برگ نیز سبزینه وجود ندارد؛ بنابراین، در این بخش‌ها فتوسنتز انجام نمی‌گیرد. رشد گیاهان دارای برگ‌های ابلق، آهسته‌تر از گیاهان دیگر است؛ چون میزان فتوسنتز در برگ‌های آن‌ها کمتر است.
 سلول‌های بالایی و پایینی در بسیاری از گیاهان، کلروپلاست ندارند (البته در برخی گیاهان، این سلول‌ها دارای کلروپلاست هستند؛ سلول‌های نگهبان روزنه نیز در همهٔ گیاهان، کلروپلاست دارند). نیز از بخش‌های کلروپلاست‌دار گیاه‌اند. شمار کلروپلاست‌های زیاد است و این سلول‌ها، بیشترین میزان فتوسنتز را انجام می‌دهند. برگ‌ها ویژگی‌هایی دارند که توانایی آن‌ها را برای انجام فتوسنتز به حداکثر می‌رساند:
 
 
 گیاهان با استفاده از در روند فتوسنتز، انرژی نورانی خورشید را در از جمله ذخیره می‌کنند. در این روش، کربن دی‌اکسید به شکل غیرمنظم با هوا، آب و خاک ترکیب می‌شود. این چرخه را می‌نامند که تنها چرخه‌ای است که C در آن دخالت دارد. چرخهٔ کالوین، یک چرخهٔ است که شامل فرایندهای است و تنها در کلروپلاست موجوداتی که عمل فتوسنتز را انجام می‌دهند رخ می‌دهد. این چرخه توسط ، و در پیشنهاد شد. بررسی چرخه کالوین(مستقل از انرژی خورشید)= =مولکولی 6 کربنه و ناپایدار. درادامه این مولکول 6کربنه به اسید 3 کربنه وسپس قند 3کربنه تبدیل میشود.بخشی ازاین قند ها از چرخه خارج شده ودر مسیر تولید استفاده میشود .بخش باقی مانده به منظور بازسازی مولکول 5 کربنه اولیه به کار میرود. آنزیم اصلی شرکت کننده در این چرخه (ریبولوزبیس فسفات کربوکسیلاز اکسیژناز) است. 
 عمل فتوسنتز به‌کل در چهار مرحلهٔ زیر انجام می‌گیرد: 
 زندگی انسان‌ها و جانوران به‌شکل مستقیم و غیرمستقیم به زندگی گیاهان وابسته‌است. در تبدیل انرژی نور به معمولاً بین ۳ تا ۶ درصد است. البته کارایی فتوسنتز گیاهان مختلف متفاوت بوده و با تنظیم عواملی نظیر شدت نور، دما، میزان هوا و آب می‌توان این درصد را از ۰٫۱٪ تا ۸٪ تغییر داد. 
 و فراورده‌های فتوسنتز هستند؛ اما می‌تواند به دیگر از جمله و تبدیل شود. بخشی از مولکول‌های گلوکز توسط خود گیاه مصرف می‌شوند اما گلوکزهای اضافی در کلروپلاست به هم متصل شده و به نشاسته تبدیل می‌گردند. مولکول‌های گلوکز در گیاهان می‌توانند پس از تغییراتی به تبدیل شوند. نیز از تغییر مولکول‌های گلوکز به‌وجود می‌آیند، اما گلوکز برای تبدیل‌شدن به پروتئین، نیاز به دارد. 
 گلوکز در کلروپلاست ذخیره نمی‌شود، چون مولکول بسیار کوچکی است و به‌راحتی در آب حل می‌شود؛ بنابراین، می‌تواند با دیگر مواد در آب ترکیب شود. در مقابل، نشاسته مولکولی بسیار بزرگ است (شامل صدها یا هزاران مولکول گلوکز) و در آب حل نمی‌شود؛ بنابراین، برای ذخیره شدن مناسب است. تنها در بخش‌های سبزرنگ گیاه مانند برگ که کلروپلاست دارند، ذخیره نمی‌شود. مولکول‌های می‌توانند از راه به‌سمت بروند و در آن‌جا به نشاسته تبدیل شوند؛ بنابراین، در ریشه نیز با این که کلروپلاست وجود ندارد، نشاسته ذخیره می‌شود. در و نیز نشاسته می‌تواند ذخیره گردد. 
 شدت فتوسنتز به میزان کربن دی‌اکسید هوا، دما و شدت نور بستگی‌دارد. این نتیجه‌گیری حاصل پژوهش‌های دونفر با نام‌های و بوده‌است. 
 یکی از مهم‌ترین عوامل مؤثر در میزان و شدت فتوسنتز، مقدار گاز است. به‌طور معمول، کربن دی‌اکسید ۰٫۰۳٪ از را می‌پوشاند. (هوا، شامل حدود ۲۱٪ و ۷۸٪ است) هرچه میزان کربن دی‌اکسید هوا افزایش یابد، شدت فتوسنتز نیز افزایش می‌یابد. به‌طور کلی سرعت فتوسنتز با افزایش شدت نور، تا حدی که همهٔ رنگیزه‌ها مورد استفاده قرار گیرند، زیاد می‌شود و در این حالت فتوسنتز به نقطهٔ اشباع خود می‌رسد اما این افزایش محدودیت نیز دارد؛ زیرا رنگیزه‌ها در این حالت نمی‌توانند نور بیشتری جذب کنند. 
 برای انجام عمل فتوسنتز، متعددی فعالیت می‌کنند که سرعت آن را تا حد بسیاری افزایش می‌دهند. کاهش تا ۱۵ درجهٔ ، سبب می‌شود سرعت واکنش‌های آنزیمی درون سلول‌ها کاهش یابد و در نتیجه، فتوسنتز آهسته‌تر صورت گیرد. در دماهای بالاتر از ۳۵ درجهٔ نیز سرعت فتوسنتز کاهش می‌یابد، زیرا آنزیم‌ها در این دما، ساختار سه‌بعدی خود را از دست داده و آسیب می‌بینند. در دمای ۳۵ درجهٔ سلسیوس، شدت فتوسنتز به حداکثر می‌رسد. 
 وجود برای انجام عمل فتوسنتز، امری ضروری است و بدون وجود نور، فتوسنتز انجام نمی‌گیرد. طی عمل فتوسنتز، خورشید به ذخیره‌شده در تبدیل می‌شود. آبی و قرمز، بهترین نور برای انجام فتوسنتز می‌باشد. از سوی دیگر، گیاهانی که در آب‌های عمیق رشد می‌کنند، نور سبز را جذب می‌کنند. گیاهان به‌طور متوسط، روزانه ۱۲–۱۰ ساعت نور دریافت می‌کنند؛ درختان دیگری با جذب نور بیشتر نیز دیده شده‌است؛ به‌عنوان مثال، برخی از درختان سیب هجده روز پیوسته نور دریافت می‌کنند. این‌جا نیز مانند کربن دی‌اکسید هوا محدودیت وجود دارد؛ یعنی با افزایش شدت نور، سرانجام به‌جایی می‌رسیم که دیگر سرعت فتوسنتز افزایش نمی‌یابد. 
 آب یکی از مواد اولیه برای انجام واکنش فتوسنتز است و بدون وجود آن، فتوسنتز هرگز صورت نمی‌گیرد. آب با نفوذ به درون گیاه، وارد می‌شود یا ، از راه درون برگ‌ها نفوذ می‌کند. 
 رنگدانه‌های کاروتنوئید دو وظیفه بر عهده دارند: جمع‌آوری انرژی که می‌تواند در فتوسنتز مورد استفاده قرار گیرد و محافظت از تخریب کلروفیل از تخریب نوری در مواقعی که شدت نور زیاد است.
{"title": "فتوسنتز", "link": "https://fa.wikipedia.org//w/index.php?title=%D9%81%D8%AA%D9%88%D8%B3%D9%86%D8%AA%D8%B2&oldid=34672238", "language": "fa"}