ФОТОСИНТЕЗ (от греч. phos, род. падеж photos – свет и synthesis – соединение, составление) − образование зелёными [зелеными] р-ниями и фотосинтезирующими бактериями необходимых для жизни органич. вещ-в за счёт [счет ]энергии Солнца; осн. процесс автотрофного питания организмов. Ф. р-ний осуществляется в хлоропластах р-ний или хроматофорах (бурые и зелёные [зеленые ]водоросли). В основе его лежат окислит.-восстановит. реакции, в к-рых донором водорода и источником выделяемого кислорода служит Н₂О, а акцептором водорода и источником углерода – СО₂ (фотосинтезирующие бактерии, использующие иные, чем Н₂О, доноры водорода, О₂ не выделяют, а источником углерода у них кроме СО₂ могут быть ацетат, пируват и др. органич. соединения). Первая, фотохим., или световая, стадия Ф. происходит при участии хлорофиллов и дополнительных, или сопровождающих, пигментов (каротиноидов, фикобилинов), поглощающих фотосинтетически активную радиацию (ФАР) в диапазоне 380–720 нм. Преобразование энергии квантов света на мембранах создаёт [создает ]трансмембранный электрохим. потенциал, а перенос возбуждённых [возбужденных] под действием света электронов в электрон-транспортной цепи сопряжён [сопряжен] с образованием богатого энергией соединения – аденозинтрифосфата (АТФ) и восстановленного никотинамидадениндинуклеотидфосфата (НАДФ-Н) – осн. продуктов фотохим. стадии Ф. Эти соединения используются затем для восстановления СО₂ до углеводов в темновой, или ферментативной, стадии Ф. Наряду с осн. конечными продуктами Ф. – сахарозой и крахмалом – образуются нек-рые аминокислоты и др. неуглеводные соединения.

У абс. большинства р-ний ассимиляция СО₂ при Ф. происходит сразу по т. н. циклу Калвина, в к-ром первыми стабильными продуктами Ф. являются трёхуглеродные [трехуглеродные ]соединения. Эти р-ния принято называть С₃-р-ниями. Им присущ интенсивный уровень фотодыхания, в процессе к-рого они могут терять до половины углерода, ассимилированного при Ф. У т. н. С₄-р-ний (кукуруза, сах. тростник, сорго и др.) СО₂ сначала включается в четырехуглеродные органич. к-ты (яблочную, аспарагиновую), а затем передаётся [передается] в цикл Калвина. C₄-p-ния отличаются от С₃-р-ний более высокой фотосинтетич. продуктивностью (отчасти вследствие слабовыраженного у них фотодыхания). Как физиол. процесс Ф. зависит от концентрации СО₂, интенсивности и кач-ва света, уровня минер. питания, темп-ры и т. п. Ф. с.-х. р-ний – осн. фактор формирования урожая. Зависимость между Ф. посевов и урожаем разработана в теории фотосинтетич. продуктивности р-ний (А. Ничипорович, 1954), предусматривающей пути увеличения коэф. использования ФАР от 0,3–1,0% в совр. земледелии до теоретически возможных 4–6%. Обеспечение р-ний водой, минер. питанием, СО₂, селекция сортов с.-х. культур с высокой эффективностью Ф. и др. пути используются для реализации значит. резервов фотосинтетич. продуктивности р-ний.

Ф. – осн. источник первичного синтеза органич. вещ-в и гл. фактор биогеохим. циклов в биосфере. Ежегодно в результате Ф. на Земле образуется ок. 140–160 млрд т органич. вещ-ва, что соответствует поглощению 250–300 млрд т СО₂ и выделению 180–200 млрд т О₂. В продуктах Ф. ежегодно аккумулируется солнечная энергия, равная 6∙10¹⁷ккал. Запасённая [Запасенная] в продуктах Ф. энергия (в виде разл. вида топлива) – осн. источник энергии для человечества. Кислородная атмосфера Земли и озоновый экран, необходимые для существования биосферы, также созданы фотосинтетич. деятельностью зелёных [зеленых] р-ний.