Quang hợp là quá trình tổng hợp glucid và các hợp chất hữu cơ khác nhau nhờ năng lượng của ánh sáng. Khả năng quang hợp không những có ở thực vật bậc cao, mà ở nhiều cơ thể bậc thấp như tảo và một số vi khuẩn cũng có khả năng quang hợp.
Xét về mặt năng lượng, quang hợp là quá trình biến đổi năng lượng của ánh sáng thành năng lượng của các hợp chất hữu cơ. Đây là một quá trình phức tạp, trong đó có sự tham gia của các sắc tố quang hợp (chlorophyll, phycobilin, carotenoid) và hệ thống các chất vận chuyển điện tử trong quang hợp.
Phương trình tổng quát của quang hợp như sau:
ánh sáng
6CO2 + 6H2O ⎯⎯⎯⎯⎯→ C6H12O6 + 6O2 (22)
Tất cả các tế bào có thể được chia thành hai nhóm lớn phụ thuộc vào nguồn carbon mà nó sử dụng từ môi trường xung quanh. Những tế bào tự dưỡng (autotroph) là những tế bào có thể sử dụng
mình. Ngược lại, các tế bào dị dưỡng (heterotroph) không có khả
năng đồng hóa CO2, nguồn carbon cần thiết phải lấy từ các hợp
chất hữu cơ phức tạp, ví dụ như glucose. Tất cả các tế bào quang hợp, kể cả một số vi sinh vật, là những ví dụ điển hình cho nhóm tế bào tự dưỡng; còn tế bào động vật và đa số vi sinh vật là những tế bào dị dưỡng.
Dấu hiệu thứ hai để phân loại tế bào là quan hệ giữa tế bào với nguồn cung cấp năng lượng. Những tế bào có khả năng sử dụng năng lượng của ánh sáng được gọi là tế bào quang dưỡng (phototroph), còn những tế bào thu nhận năng lượng từ các phản ứng oxy-hóa các hợp chất hữu cơ là mhững tế bào hóa dưỡng (chemotroph).
Tất cả các cơ thể sống trong tự nhiên đều liên hệ với nhau về mặt dinh dưỡng, tạo thành chu trình carbon trong tự nhiên (hình 2.18).
Glucose Năng lượng
mặt trời O2
Tế bào quang hợp Tế bào dị dưỡng
H2O
CO2
Hình 2.18. Chu trình carbon trong tự nhiên.
Chu trình carbon cho chúng ta thấy, năng lượng mặt trời, xét cho cùng, là nguồn năng lượng của mọi sinh vật và quá trình tổng hợp glucid trong quang hợp là nguồn chủ yếu tạo nên các hợp chất hữu cơ khác nhau.