Фотосинтез — це складний, багатоступінчастий процес, який складається з двох фаз: світлової і темнової.
Світлова фаза фотосинтезу відбувається на мембранах тилакоїдів хлоропластів. Ця стадія розпочинається з моменту поглинання квантів світла молекулою хлорофілу; при цьому електрони атома Магнію у молекулі хлорофілу переходять на більш високий енергетичний рівень, нагромаджуючи потенціальну енергію; частина електронів зразу ж повертається на своє попереднє місце, а енергія, що виділяється при цьому, випромінюється у вигляді тепла; значна частина електронів з високим рівнем енергії передає її іншим хімічним сполукам для фотохімічної роботи, яка здійснюється за кількома основними напрямками.1. Відбувається процес розкладу (фотоліз) води; 2. Перетворення енергії електронів на енергію АТФ. 3. Відновлення універсального біологічного переносника Гідрогену НАДФ+ до НАДФ ∙ Н. Сумарне рівняння світлової фази фотосинтезу:
12Н2О + 12НАД + 12АДФ + 12Н3РО4 — 12НАДхН2 + 12АТФ + 02
Темпова фаза фотосинтезу, або цикл Кальвіна, — ряд послідовних реакцій, що супроводжуються поглинанням вуглекислого газу і утворенням вуглеводів, відбувається в стромі хлоропласта. Ці реакції можуть відбуватися і на світлі, і в темряві. СО2, який надходить із зовнішнього середовища, вловлюється п’ятикарбоновими органічними сполуками, що містяться у хлоропластах рослин; при цьому утворюється нестійка шестикарбонова сполука, що швидко розщеплюється на дві трикарбонові молекули.Сумарне рівняння реакції темнової фази:6СО2 + 24Н + АТФ С6Н12О6 + 6Н2O.
