По современным представлениям О2 при фотосинтезе выделяется из воды. Однако существуют аналоги Н2О, взаимодействующие с водоокисляющим комплексом. Особый интерес среди них представляет пероксид водорода. Способностью к светозависимому выделению О₂ из Н₂О₂ обладают и хлоропласты, и тилакоиды цианобактерий. Существует представление, что Н₂О₂ является эволюционным предшественником Н₂О в качестве донора электронов для фотосистемы II у цианобактерий. Более того, выдвинуто предположение о том, что в ходе современного фотосинтеза О₂ выделяется не из Н₂О, а из Н₂О₂ вне- и внутриклеточного происхождения. В отличие от Н₂О, Н₂О₂ не является инертным соединением. Опасность Н₂О₂ для живой клетки связана с его двойственной природой - способностью как к окислительным, так и восстановительным реакциям:

В ходе этих реакций образуются супероксидный и гидроксильный радикалы, ведущие к окислительно-восстановительному разрушению веществ клеток. Если предположение об Н₂О₂ как доноре электронов при оксигенном фотосинтезе соответствует действительности, то следует ожидать, что фотосинтезирующие объекты будут проявлять определенную устойчивость к Н₂О₂ и даже испытывать его стимулирующее влияние, поскольку концентрация Н₂О₂ в среде незначительна. Предполагается, что у растений существуют механизмы концентрирования Н₂О₂ в клетке, например, в результате транспирации. Генераторами Н₂О₂ в клетке являются тилакоидные мембраны, митохондрии, пероксисомы, эндоплазматический ретикулум, плазматическая мембрана. Проведено исследование действия Н₂О₂ на фототрофной рост цианобактерий. Испытано: прямое действие добавленного Н₂О₂; действие Н₂О₂, генерируемого внутриклеточно; действие ингибирования внутриклеточного разложения Н₂О₂. Во всех вариантах наблюдалось лишь подавление роста цианобактерий. Эти результаты согласуются с данными о пагубном действии Н₂О₂ в изолированных хлоропластах: Н₂О₂, образующийся как в электрон-донорной, так и в электрон-акцепторной ветви фотосистемы II, вызывает фотоингибирование водоокисляющего комплекса. Маловероятно, чтобы Н₂О₂ мог служить донором электронов при оксигенном фотосинтезе. Связанная форма Н₂О₂, вероятно, является интермедиатом при фотоокислении Н₂О. Пара О₂/Н₂О₂- возможный природный аналог ADRY-реагентов, которые, индуцируя циклический и нециклический поток электронов в фотосистеме II, способны предотвращать эффект фотоингибирования.