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Photosynthesis Notes 
Photosynthesis is a process used by plants and other organisms to convert the light energy captured 
from the sun into chemical energy as glucose that can be used to fuel the organism's activities
...
 
Photosynthesis uses the raw materials of carbon dioxide and ​ ​
water, releasing excess ​
oxygen​
 into the 
atmosphere as a waste product
...
 The average rate of energy 
capture by photosynthesis globally is immense, approximately 130 ​
terawatts​
, which is about six times 
larger than the ​
power consumption of human civilization​

...
 In plants, chloroplasts are held 
inside ​
organelles​
 called ​
chloroplasts​
 which are found in the palisade mesophyll, the cell most associated 
with photosynthesis, which is found in the green leaf, where photosynthesis takes place
...
 The rest of the energy is synthesized 
with water and carbon dioxide turning into organic compounds (glucose)
...
 This helps reduce a wasteful 
process called ​
photorespiration​
 that can consume part of the glucose produced during photosynthesis
...
 

●

Chlorophyll – It is found in the chloroplasts, which is the site of photosynthesis in the leaf cell 
and it absorbs light energy
...
 During the night, the plant releases carbon dioxide while taking in oxygen
...
 Each 
stoma is made of two guard cells
...
 

●

Water­ Absorbed by the roots and travels to the leaf in the xylem
...
 
Many factors affect enzyme performance
...
  

Stages of Photosynthesis 
●

Light­Dependent Stage­ Light energy is absorbed by chlorophyll and then converted into 
chemical energy
...
 Oxygen is released into the atmosphere while carbon dioxide is taken in
...
 The energy required for photosynthesis 
to take place comes from the light­dependent stage
...
 12 molecules of water are split to yield 6 molecules of 
oxygen and 24 atoms of hydrogen
...
 As the rate of photosynthesis increases, 
more oxygen is produced
...
 
Light Energy + Chlorophyll > Chemical Energy  
Chemical Energy + Carbon Dioxide + Water > Glucose 
Light Dependent 
12 H​
O > 6 O​
 + 24 H > C​ ​ ​
H O  + 6 H​   
O
2​
2​
6​ 12​ 6​
2​
Light Independent 
6 CO​ ​ ​ ​
 > C6​ 12​ 6​
H O  + 6 H​
O 
2​
2​
Enzymes play a very important role in both stages
...
 Glucose is the first stable form of carbohydrate formed in 
photosynthesis that the plant can use
...
 The chemical energy then synthesizes carbohydrates 
from water and carbon dioxide, releasing oxygen in the process
...
 Thus, it is a limiting factor until a 
certain point, where the rate or photosynthesis remains constant even though the light intensity 
increases
...
  When the temperature remains constant and the carbon dioxide concentration is 
increased, the rate of photosynthesis increases greatly, indicating that carbon dioxide concentration is 
an important limiting factor
...
 Thus, temperature is the most important limiting factor
...
 

●

Converted to Starch­ During daylight, the rate of photosynthesis is so great that the sugars 
formed are faster than they can be used
...
 Starch is 
converted to glucose during the light­independent stage to maintain glucose levels
...
g
...
 

●

Reacts with nitrates and other mineral salts absorbed from the soil­ Forms amino acids in the 
leaves, which form proteins for synthesis of new protoplasm in the leaves
...
 

●

Forms Fats­ For storage, used in cellular respiration and for synthesis of new protoplasm
...
 
During photosynthesis, light energy is converted into chemical energy, which is stored within 
carbohydrate molecules
...
 All these substances eventually become the food of other organisms, thus, they 
obtain chemical energy directly or indirectly from plants, because plants are producers in food 
chains
...
 The oxygen released is used by living organisms in respiration to 
release energy for cell activities, purifying the air, maintain a constant level of oxygen and 
carbon dioxide in the air
...
g
...
 Burning of fossil fuels releases energy, which we use 
in our daily activities
...
 These eventually 
become food for other organisms, directly or indirectly
...
 This enables it to obtain 
maximum amount of sunlight for photosynthesis and carbon dioxide also can rapidly reach the 
inner cells of the leaves for photosynthesis
...
 The upper 
epidermis is covered on the outside by a waxy and transparent cuticle
...
 It is the main 
site of photosynthesis
...
 It also consists of the spongy mesophyll, which has 

irregular cell shape
...
 Cells carry out photosynthesis but contain fewer chloroplasts than the 
palisade mesophyll cells
...
 It also 
contains the vascular bundles
...
 Like the upper 
epidermis, the lower epidermis consists of a single layer of closely packed cells 
covered by an outer layer of cuticle which reduces water loss through 
epidermal cells
...
 

●

Network of veins­ Veins carry water and mineral salts to the cells in the lamina and carry 
manufactured food from these cells to other parts of the plant
...
 

●

Petiole­ The petiole holds the lamina away from the stem so that the lamina can obtain sufficient 
sunlight and air
...
  

●

Leaf arrangement­ Leaves are always organised around the stem in a regular pattern
...
 This ensures that the leaves are not blocking one another from sunlight and that 
each leaf receives sufficient light
...
 

●

Thin broad lamina­ Provides a short diffusion distance for gases and enables light to reach all 
mesophyll cells and a large surface area for maximum absorption of light
...
 

●

Stomata in the lower epidermal layers­ Open in presence of light, allowing carbon dioxide to 
diffuse in and for oxygen to diffuse out
...
 Chlorophyll pigments absorb mainly blue­violet and red­orange 
lights
...
 In each chloroplast, 
there are granum (a stack of disc­like structure that contain thylakoids that absorb light energy) 
and the stroma (a fluid within the chloroplast membrane that binds carbon dioxide and water 
with chemical energy to form glucose)
...
 

●

Interconnecting system of air spaces in the spongy mesophyll­ Allows rapid diffusion of carbon 
dioxide and oxygen in and out of the cells
...
 Phloem transports sugars away from the leaf
...
 Under sunlight, the guard cells 
photosynthesize to convert light to chemical energy
...
 Water potential of the guard cells is lowered
...
 This increases the 
turgidity of the guard cells and causes them to become swollen
...
 When they are turgid, more carbon dioxide and oxygen enter the stomata
...
 Water potential in the guard 
cells increase and water leaves via osmosis
...
 
Thus, the guard cells can regulate the rate of diffusion of gases in and out of the leaf
...
 In such situations, the excess evaporation of 
water causes the guard cells to become flaccid
...
 As the guard cells control the 
opening and closing, they regulate movement if gases in and out of the leaf
...
 The surfaces of the leaves are covered by a 
thin film of water so that carbon dioxide can dissolve in
...
  

●

Water­ The xylem transports water and dissolved mineral salts to the leaf from the roots
...
 



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