Die Photosynthese ist bereits seit dem 18. Jahrhundert bekannt. Bereits Mitte des 19. Jahrhundert waren die wesentlichen Vorgänge der Photosynthese bekannt (außer den Strukturen) und ebenfalls bekannt, dass es sich bei der Photosynthese um einen Assimilationsprozess handelt.
In der Biologie bzw. Biochemie versteht man unter Assimilation die Herstellung körpereigener Substanz (z.B. Zucker) aus körperfremden Ausgangsstoffen. Das Beispiel “Zucker (Kohlenwasserstoffverbindung) zeigt bereits den mit Abstand wichtigsten Assimilationsprozess in der Biologie, nämlich den Prozess der Kohlenstoffassimilation.
Im Zuge der Kohlenstoffassimilation existieren zwei Möglichkeiten:
Wie bereits oben erwähnt, kann die Kohlenstoffgewinnung aus CO2 erfolgen. Betrachtet man CO2, so erkennt man, dass der Kohlenstoff maximal oxidiert (Oxidationszahl +4) und daher energiearm ist. Die Assimilation zu energiereichen organischen Verbindungen ist daher ein Reduktionsvorgang mit einem gewissen Energiebedarf. Hierfür gibt es mehrere Möglichkeiten:
Die Photosynthese, bei der es sich um eine reduktive Assimilation von Kohlenstoffdioxid ist gegenüber der Chemosynthese ein wesentlich komplexer Vorgang. Dies lässt sich darauf zurückführen, dass bei der Assimilation sowohl CO2 als auch die Energie des Lichtes verwendet wird. Daher wird die Photosynthese auch in zwei Teilschritte unterteilt:
Beide Teilprozesse sind räumlich voneinander getrennt. Die Photosynthese läuft in den grünen Pflanzen in den Chloroplasten ab.
Auf deren Thylakoiden, Abfaltungen der inneren Chloroplastenmembran, finden sich die photochemischen Abläufe.
Für die Photosynthesereaktion sind zwei “Versionen” bekannt: