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Es la conversión de materia inorgánica a materia orgánica gracias a la energía que aporta la luz del Sol.

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Durante esta fase se dan las reacciones biolumínicas en el interior de la planta, es decir, la planta capta la energía solar por medio de la clorofila y la utiliza para producir ATP y NADPH.

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Durante esta fase, que tiene lugar en la matriz o estoma de los cloroplastos, la planta utiliza dióxido de carbono y aprovecha las moléculas generadas durante la etapa previa (energía química) para sintetizar sustancias orgánicas a través de un circuito de reacciones químicas muy complejas conocido como el Ciclo de Calvin-Benson.

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La fotosíntesis es un proceso vital y central en el ecosistema mundial, debido a múltiples razones. La primera y más evidente es que produce oxígeno (O2), un gas indispensable para la respiración tanto en el agua como en el aire. Sin plantas, la mayoría de los seres vivos (incluyendo el ser humano) sencillamente no podría sobrevivir.