Na fotossíntese oxigênica, os gases CO2 e O2 entram e saem da folha através de estruturas especializadas chamadas estômatos. A água, essencial para a liberação do oxigênio, é absorvida pelas raízes e chega até as folhas pelas nervuras. A equação geral proposta por Niel para a fotossíntese pode ser resumida da seguinte forma: 6CO2 + 12H2O + energia luminosa → C6H12O6 + 6O2 + 6H2O. Durante a fotossíntese, a água e o CO2 são os reagentes que participam do processo, resultando na formação de açúcares simples, água e O2. A energia luminosa é convertida em energia química nas reações luminosas, ocorrendo nos tilacoides, onde a molécula de água é quebrada, fornecendo elétrons e prótons para o aceptor de elétrons NADP+, reduzindo-o a NADPH, além da síntese de ATP a partir de ADP em um processo chamado de fosforilação. No ciclo de Calvin, que ocorre no estroma, o CO2 atmosférico é fixado e reduzido a carboidrato pela adição de elétrons vindos do NADPH, com a energia química necessária fornecida pelo ATP. Os pigmentos fotossintéticos são substâncias que absorvem diferentes comprimentos de onda da luz visível.
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