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Die Fotosynthese ist eine Form der autotrophen Assimilation, durch die Pflanzen und Algen Nahrung für sich selbst sowie für alle anderen Lebewesen produzieren. Dabei wird Kohlenstoffdioxid absorbiert und Sauerstoff freigesetzt. Durch Transfer von Wasserstoffatomen aus dem Wasser auf das absorbierte Kohlenstoffdioxid entsteht Glucose. Dieser Prozess geht einher mit einer Oxidation des Wassers bzw. einer Reduktion des Kohlenstoffdioxids. Da Glucose eine energiereiche Verbindung ist, wird Energie für den Ablauf der Reaktion benötigt. Chloroplasten sind in der Lage, Lichtenergie zu sammeln und über eine Elektronentransportkette in chemische Energie (ATP) umzuwandeln (Lichtreaktion). Das gebildete ATP wird in einem Folgeschritt zusammen mit Wasserstoffatomen genutzt, um Glucose zu reduzieren (Dunkelreaktion).