סוג האנרגיה המיוצר על ידי פוטוסינתזה

במהלך הפוטוסינתזה, "מפיקים" כמו צמחים ירוקים, אצות וכמה חיידקים ממירים אנרגיית אור מהשמש לאנרגיה כימית. פוטוסינתזה מייצרת אנרגיה כימית בצורה של גלוקוז, פחמימה או סוכר. הגלוקוז המיוצר על ידי פוטוסינתזה הוא חלק בלתי נפרד משרשרת המזון מכיוון שאנרגיה רבה מאוחסנת ב קשרים כימיים במולקולת הגלוקוזה, ואנרגיה זו יכולה להשתחרר במהלך עיכול ועיבוד כימי על ידי אחרים אורגניזמים.

אורגניזמים פוטוסינתטיים הם אוטוטרופים, או אורגניזמים שיכולים לייצר אנרגיה מתרכובות אורגניות. אוטוטרופים נקראים גם "מפיקים". כל האורגניזמים הלא אוטוטרופיים, כולל בני אדם, הם הטרוטרופים, וסומכים על מקורות אורגניים של אנרגיה כימית. בעיקרו של דבר, כל האורגניזמים ההטרוטרופיים מסתמכים במובן מסוים על האנרגיה שמייצר אוטוטרופים באמצעות פוטוסינתזה.

המונח "אנרגיה כימית" מתייחס לאנרגיה המאוחסנת בקשרים הכימיים בין אטומים במולקולות. קשרים כימיים הם סוג של אנרגיה מאוחסנת או "פוטנציאלית", מכיוון שכאשר הקשרים נשברים, האנרגיה משתחררת.

הפוטוסינתזה משתמשת באנרגיית אור כדי להמיר פחמן דו חמצני ומים לגלוקוז וגז חמצן. כל מולקולה של גלוקוז בעצם "מאחסנת" עד 38 מולקולות של ATP אותן ניתן לפרק ולהשתמש בהן במהלך תגובות תאיות אחרות. ATP, או אדנוזין טריפוספט, הוא הצורה של תאי אנרגיה כימית המשמשים לתפקוד. נשימה תאית היא התגובה המשלימה לפוטוסינתזה, מכיוון שזו התגובה בה משתמשים התאים לפרק מולקולות גלוקוז ולשחרר ATP. האנרגיה הפוטנציאלית המאוחסנת בקשרים המולקולריים של גלוקוז הופכת לאנרגיה קינטית לאחר נשימה תאית שתאים יכולים להשתמש בה כדי לבצע עבודה כמו להזיז שרירים ולהפעיל תהליכים מטבוליים.

כ 176 מיליארד טון פחמימות בצורת גלוקוז מיוצרים על ידי פוטוסינתזה מדי שנה. אנרגיית פחמימות זו מהווה את רמת "היצרן" של שרשרת המזון אשר מקיימת אורגניזמים ברמות טרופיות אחרות.

בנוסף, כמעט כל החמצן באטמוספירה מיוצר על ידי אורגניזמים פוטוסינתטיים. עדויות בתיעוד הגיאולוגי הראו זה מכבר כי האורגניזמים הפוטוסינתטיים הראשונים מחמצנים את אווירה וסללה את הדרך לאורגניזמים מסובכים יותר, הדורשים חמצן, בתחילת ההיסטוריה של החיים כדור הארץ. על פי מאמר שפורסם ב- 11 באפריל 2009 ב- "חדשות המדע" יתכן שאורגניזמים פוטוסינתטיים החלו לחמצן את האטמוספירה כבר לפני 3.46 מיליארד שנה.