Fotossíntese é o processo pelo qual a energia da luz é convertida em energia química através do qual o dióxido de carbono e a água são convertidos em moléculas orgânicas. O processo ocorre em quase todas as algas, e na verdade muito do que é conhecido sobre fotossíntese foi descoberto pela primeira vez através do estudo da alga verde Chlorella.
Cortesia de Robert A. Andersen
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Photosynthesis compreende tanto reações claras quanto reações escuras (ou ciclo de Calvin). Durante as reações escuras, o dióxido de carbono é ligado ao bisfosfato de ribulose, um açúcar de 5-carbono com dois grupos de fosfato ligados, pela enzima carboxilase de bisfosfato de ribulose. Esta é a etapa inicial de um processo complexo que leva à formação de açúcares. Durante as reacções de luz, a energia da luz é convertida na energia química necessária para as reacções escuras.
As reacções de luz de muitas algas diferem das de plantas terrestres porque algumas delas usam pigmentos diferentes para colher a luz. As clorofilas absorvem principalmente a luz azul e vermelha, enquanto os carotenóides absorvem principalmente a luz azul e verde, e as phycobiliproteínas absorvem principalmente a luz azul ou vermelha. Como a quantidade de luz absorvida depende da composição e concentração do pigmento encontrado na alga, algumas algas absorvem mais luz num determinado comprimento de onda e, portanto, potencialmente, essas algas podem converter mais energia luminosa desse comprimento de onda em energia química através da fotossíntese. Todas as algas utilizam clorofila a para recolher a luz fotossinteticamente activa. As algas verdes e euglenófitas também usam clorofila b. Além da clorofila a, as algas restantes também usam várias combinações de outras clorofilas, clorofilidas, carotenóides e fitocobiliproteínas para recolher luz adicional de comprimentos de onda do espectro não absorvida pela clorofila a ou b. As algas cromófitas, dinoflageladas, criptomonas (classe Cryptophyceae) e a classe Micromonadophyceae, por exemplo, também utilizam clorofilidas. (As clorofilidas, muitas vezes incorrectamente chamadas clorofilas, diferem das clorofilas verdadeiras na medida em que lhes falta a cauda longa e lipossolúvel do fitotol que é característica das clorofilas). Algumas algas verdes utilizam carotenóides para a colheita da luz fotossintética ativa, mas as Dinophyceae e as algas cromófitas quase sempre utilizam carotenóides. As Phycobiliproteínas, que aparecem ou azul (ficocianinas) ou vermelho (ficoeritrinas), são encontradas em algas vermelhas e criptomonas.