Fotosentez, ototrofların klorofil pigmenti ve ışık enerjisi ile organik madde sentezlemesidir. Fotosentez yapan canlı kendi besinini kendisi üretir (ototrof). Fotosentez tepkimeleri ökaryot canlılarda kloroplast organelinde, prokaryot canlılarda ise sitoplazmaya dağılmış olan klorofil pigmentlerinde gerçekleşir.

Bitkilerde görülen genel bir fotosentez tepkimesi “6CO2 + 12H2O —> C6H12O6 + 6O2 + 6H2O” şeklindedir. Buradaki suları isterseniz sadeleştirip “6CO2 + 6H2O —> C6H12O6 + 6O2” şeklinde de tepkimeyi yazabilirsiniz.

1900’lü yıllara kadar herkes fotosentezde üretilen oksijenin karbondioksit molekülünden geldiğini sanıyordu. 1930’lara gelindiğinde Cornelius Bernardus Van Niel havadaki karbondioksiti kullanarak kendi besinini üreten ancak oksijen üretmeyen bakterileri incelemeye başladı. İncelemesi sonucunda oksijen açığa çıkan fotosentez tepkimelerinde, oksijenin kaynağının su molekülü olduğunu keşfetti.

Bu keşif sonucunda fotosentez yapabilmek için hidrojene ihtiyaç olduğu, bu ihtiyacında H2O, H2 ve H2S gibi moleküllerden karşılandığı sonucuna varıldı. Yani bazı canlılar yukarıdaki tepkimeyi şöyle gerçekleştirir.

nCO2 + 2nH2S —> (CH2O)n + 2nS (Fotosentetik bakteriler)
nCO2 + nH2O —> (CH2O)n + nO2 (Bitkiler, öglena ve siyanobakteriler)
nCO2 + 2nH2 —> (CH2O)n + 2nH2O (Fotosentetik bakteriler)