광합성은 지구온난화를 완화시켜줄 수 있다.

지구의 생명체는 빛으로부터 궁극적인 에너지를 얻는다. 앞에서 살펴보았듯이 대부분의 생물계는 광합성이라는 식량합성기구에 의존해서 살고 있다. CO2로부터 당을 합성하게 된 것은 광합성이 두 단계로 잘 진행될 수 있도록 엽록체의 구조가 효율적으로 배치되어 있기 때문에 파생된 기능이라고 할 수 있을 것이다. 광합성에서 만들어진 탄수화룸ㄹ의 약 50%가 식물세포의 미토콘드리아에서 호흡의 연료로 사용되며, 그 외에도 당 분자는 식물단백질이나 지질 같은 여러 가지 유기화합물을 만드는 재료로 이용 된다. 또한 포도당 분자가 서로 연결되어 식물세포벽의 주요 구성 성분인 셀룰로오스(cellulose)를 만든다. 셀룰로오스는 식물에서 가장 많은 양을 차지하는 유기 분자이며, 아마 지구상에서도 가장 많을 것이다. 대부분의 식물은 필요량보다 훨씩 많은 당을 합성하여 여분의 당은 뿌리, 괴경, 과일 등에 저장한다. 그에 비해 사람이나 동물은 식량을 전혀 만들지 못하고 전적으로 광합성에서 합성된 유기물에 의존해서 살고 있다. 우리가 고기를 먹어서 얻는 에너지조차도 원래 광합성에서 온 것이다. 

온실에서는 밖의 날씨가 너무 추울때에도 식물을 기를 수 있다. 온실벽을 유리나 플라스틱으로 만들어 태양의 복사열이 통과할 수 있게 하면, 이 햇빛에 의해 온실 안의 흙이 따뜻해지고 또 이 열로 공기도 따뜻해진다. 온실벽이 따뜻한 공기를 가둬놓기 때문에 온실 안의 온도가 올라가는 것이다. 지구에서도 이런 비슷한 현상이 일어나는데 이를 온실 효과(greenhouse effect)라고 한다. 지구의 대기에 도달하는 태양복사에너지에는 자외선과 가시광선이 포함되어 있다. 우리의 몸에 유해한 자외선은 대부분 오존층에서 걸러지고 가시광선만이 대기를 뚫고 지표면에 도달해 지구를 따뜻하게 만들어준다. 대기 중에 기체가 빛에 의해 따뜻해진 지구에서 방출하는 복사열을 흡수한 후, 다시 일부의 열을 지구로 되돌려 보낸다. 이와 같은 자연적인 난방 효과는 매우 유익하다. 이런 현상이 없다면 지구는 지금보다 훨씬 추울 것이고, 생명체가 살아가기가 훨씬 더 힘들었을 것이다. 

대기 중에서 복사열을 흡수하는 기체를 온실가스(greenhouse gas)라고 부른다. 수증기나 이산화탄소, 메탄은 자연적으로 생성되는 기체인 반면, 염화불화탄소(chlorofluorocarbon, CFC)처럼 인공적으로 만들어지는 기체도 있다. 인간의 활동에 의해 생기는 온실가스의 종류들이 더 많아지고 있다. 이산화탄소는 가장 중요한 온실가스 중의 하나이다. CO2가 광합성의 재료이면서 세포호흡의 산물이라는 것을 배웠을 것이다. 따라서 엽록체와 미토콘드리아라는 미세한 기관에서 일어나는 이 두가지 물질대사가 사실상 지구 전체에서 이산화탄소와 복잡한 유기물 사이의 탄소순환을 유지시켜주는 것이다. 광합성 생물은 연간 수십억 톤에 달하는 CO2를 흡수한다. 이렇게 식물에 의해 고정된 탄소는 세포호흡이나, 분해자의 작용 또는 화재 등에 의해 대부분 공기 중으로 되돌아간다. 그러나 상당부분의 탄소가 거대한 숲의 형태나 분해되지 않은 생물체의 안에 갇힌 채로 남아 있다. 또한 상당히 많은 양의 CO2가 오랫동안 화석연료의 형태로 지구 표면 아래 깊숙히 파묻혀 있는 것이다. 1850년 산업혁명이 시작된 이래 석탄, 기름, 휘발유 같은 화석연료를 많이 사용하면서 대기 중의 CO2 양이 40%나 증가하게 되었다. 이처럼 높아진 온실가스의 농도는 지구 기후변화와 밀접하게 연관되어 있으며, 지구온난화(global climate change)와 밀접하게 연관되어 있으며, 지구온난화는 기후변화에 의해 야기된 중요한 문제이다. 지구온난화는 지구의 온도를 천천히 그러나 꾸준히 높이는데 기여하고 있으므로, 극지방 빙하가 녹거나, 해수면이 올라가거나, 기후변화가 극심해지거나, 가뭄, 생물종의 멸종, 열대성 질환의 유행까지 다양한 변화를 예상할 수 있다. 

농업을 위해 숲이 개간되고, 인구 증가에 따라 화석연료 수요가 많아질수록 대기 중의 CO2의 농도는 계속 증가 할 것이다. 

과연 광합성이 대기 중의 CO2가 증가하는 현상을 완화시킬 수 있을까? 삼림파괴의 속도를 줄임으로써 숲의 광합성과 탄소 보존 능력을 확실히 지속시킬 수 있을 것이다. 그리고 식물로부터 얻은 지식을 교훈삼아 태양에너지를 이용해 인류가 필요한 에너지를 생산하는 기술개발을 모색할 수 있을 것이다. 생물연료는 재생 가능한 연료원에 대한 가능성을 제시한다. 생물연료로 사용할 식물이나 조류가 자라는 동안 광합성을 통해서 대기중의 CO2를 제거해줄 것이다. 물론 생물연료를 태우면서 화석연료와 마찬가지고 CO2를 대기 중에 방출하겠지만 화석연료와는 근본적인 차이가 있다. 즉 화석은 고대 생물체의 잔재이기 때문에 화석연료를 태우면 수백만 년 전에 광합성을 통해서 제거된 이산화탄소가 오늘날 방출되는 셈이다. 이처럼 대체연료를 키우고 사용함으로써 연료에 의해 방출되는 CO2와 균형을 맞추어 광합성을 통해 CO2를 제거하는 순환체계를 유지할 수 있을 것이다.