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光合成は、日光、水および二酸化炭素からの糖（グルコース）の生成を伴う重要な生化学的プロセスであり、酸素を放出します。それは一連の複雑な生化学的反応であり、植物、藻類、いくつかのバクテリア、そしていくつかのフォトオートトロフォスで起こります。ほとんどすべての生物はこのプロセスに依存しています。光合成のリズムは二酸化炭素の濃度、温度、そして日光の強さに関係しています。このプロセスは、水を還元剤として持つ吸収された光子からエネルギーを生成します。
過去の光合成
地球上での生命の出現と共に、光合成のプロセスが始まりました。酸素濃度は無視できるので、最初の光合成は海水中の硫化水素と有機酸を使用して行われた。しかしながら、これらの物質のレベルは長期間光合成を継続するのに十分ではなかったので、それは他の化合物の代わりに水を使用するという進化を遂げた。水を用いたこの種の光合成は、酸素の放出をもたらした。その結果、大気中の酸素濃度は増加し始めた。この無限のサイクルは地球を酸素に富んだものにしました、それはこの要素に依存する生態系の存在を可能にしました。
光合成における水の役割
基本的なレベルでは、水は光化学系IIのクロロフィルから除去されたものを置き換えるために電子を供給します。さらに、H +イオンを放出することで酸素を生成し、NADPからNADPH（カルバンサイクルに必要）を還元します。
酸素供給源としての水
光合成の過程で、6分子の二酸化炭素と6分子の水が太陽光の存在下で反応して、1分子のグルコースと6分子の酸素を形成します。水の役割は、分子内に存在する酸素をO 2ガスの形で大気中に放出することです。
電子供給者としての水
水も電子供給者になるというもう一つの重要な役割を果たしています。光合成の過程で、水は水素原子（それ自身の分子から）を炭素（二酸化炭素から）に結合する電子を供与して糖（グルコース）を形成する。
水の光分解
水は、ＮＡＤＰをＮＡＤＰＨに変換するＨ ＋イオンを供給することによって還元剤として作用する。 ＮＡＤＰＨは葉緑体に存在する重要な還元剤であるので、その形成はクロロフィルの酸化後に電子不足をもたらす。この損失は他の還元剤からの電子によって置き換えられなければならない。光化学系II酵素はZスキームの最初のステップ（光合成の電子伝達連鎖図）に作用します、そして電子を供与することができる還元剤はクロロフィル、水によって発揮される機能を酸化するために必要とされます緑色植物やシアノバクテリアの電子源として）。放出された水素イオンはミトコンドリア膜を通して化学ポテンシャル（化学浸透圧）を作り出し、それがＡＴＰの合成をもたらす。光化学系ＩＩは、この水酸化プロセスにおいて触媒として作用することが最初に知られている酵素である。