Quá trình quang hợp là một quá trình quan trọng đối với sự sống trên Trái Đất, nơi mà thực vật sử dụng năng lượng ánh sáng mặt trời để tổng hợp các chất hữu cơ từ các chất vô cơ. Quá trình này chủ yếu diễn ra trong các lục lạp.

Lục lạp là bào quan đặc trưng của tế bào thực vật, có hình bầu dục và chứa sắc tố diệp lục. Bên trong lục lạp, có các màng tilacoit xếp chồng lên nhau tạo thành các grana. Màng tilacoit là nơi chứa các sắc tố quang hợp và các enzyme tham gia vào quá trình quang hợp.

Quá trình quang hợp gồm hai giai đoạn chính:

• Diễn ra ở màng tilacoit: Năng lượng ánh sáng mặt trời được hấp thụ bởi các sắc tố quang hợp (chủ yếu là diệp lục) và chuyển hóa thành năng lượng hóa học dưới dạng ATP và NADPH.
• Chức năng:
  • Chuyển hóa năng lượng ánh sáng: Năng lượng ánh sáng được chuyển hóa thành năng lượng hóa học trong các liên kết hóa học của ATP và NADPH.
  • Phân ly nước: Nước được phân ly thành O2, H+ và electron. O2 được giải phóng ra môi trường, còn H+ và electron được sử dụng trong các quá trình tiếp theo.

• Diễn ra ở chất nền của lục lạp: ATP và NADPH sinh ra ở pha sáng được sử dụng để cố định CO2 và tạo ra các hợp chất hữu cơ (glucôzơ).
• Chức năng:
  • Cố định CO2: CO2 từ khí quyển được kết hợp với một phân tử hữu cơ (ribulozơ 1,5-diphotphat) để tạo thành các hợp chất hữu cơ phức tạp hơn.
  • Tổng hợp đường: Các hợp chất hữu cơ được tổng hợp thành đường đơn giản (glucôzơ). Glucôzơ sau đó có thể được sử dụng để cung cấp năng lượng cho tế bào hoặc chuyển hóa thành các chất hữu cơ khác.