酸素発生
ロウソクの燃焼により「傷ついた」空気が植物により「回復」するのをジョゼフ・プリーストリーが偶然発見したのは、18世紀末のことだった。彼はその後、植物による空気の「回復」は、マウスの生存に全く不都合ではないことを実験で示した。プリーストリーの実験はヤン・インゲンホウスによって追試され、空気の「回復」は、光と緑色植物が存在する時にのみ起きることが示された。
1796年にインゲンホウスは、光合成中に二酸化炭素が開裂して酸素が発生し、炭素は水と結合して炭化水素を形成すると提案した。この仮説は魅力的で合理的だったので長い間広く信じられてきたが後に誤りであることが証明された。スタンフォード大学の大学院生コーネリアス・ヴァン・ニールは、紅色硫黄細菌は炭素を還元して炭化水素にするが、酸素を放出する代わりに硫黄を蓄積することを発見した。彼は、硫黄細菌が硫化水素から硫黄原子を形成するアナログとして、植物は水から酸素を発生させていると提案した。1937年、植物は二酸化炭素が存在しなくても酸素を発生させるという発見から、この仮説は裏付けられた。この発見はロビン・ヒルによってなされたため、二酸化炭素の不存在下の光駆動酸素放出のことは「ヒル反応」と呼ばれた。光合成の際の酸素発生機構については、水から酸素分子への酸素の同位体の移動の追跡実験によって、さらに詳細に明らかになった。