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Se estima que aproximadamente el 98% del oxígeno que hay en la atmósfera proviene de la fotosíntesis, en concreto de la fotosíntesis oxigénica, un proceso que realizan los llamados organismos fotoautótrofos oxigénicos (para diferenciarlos de otros organismos que realizan fotosíntesis anoxigénica y de otros autótrofos que realizan quimiosíntesis).
Actualmente, los organismos fotoautótrofos oxigénicos conocidos son las plantas, algas (llamadas también plantas inferiores) y las cianobacterias (como la espirulina). Estos organismos toman agua (H2O) y dióxido de carbono (CO2) del medio y con estas moléculas forman compuestos orgánicos. La energía necesaria para las reacciones de biosíntesis la obtienen de la radiación solar.
En la fotosíntesis, además de las moléculas orgánicas, también se forma oxígeno molecular (O2) que es desprendido al medio (aire y agua). Este proceso lleva realizándose en el planeta Tierra desde hace miles de años, oxigenando la atmósfera y permitiendo la vida de otros seres vivos que necesitan el oxígeno, incluyendo el ser humano y todos los animales del planeta.