Τα φυτά παράγουν τη δική τους τροφή. Χρησιμοποιούν το ηλιακό φως, το νερό και το διοξείδιο του άνθρακα για να παράγουν σάκχαρα και οξυγόνο. Αυτή η διαδικασία είναι η φωτοσύνθεση και αποτελεί το θεμέλιο του μεγαλύτερου μέρους της ζωής στη Γη. Συμβαίνει στους χλωροπλάστες, μικροσκοπικές δομές μέσα στα φυτικά κύτταρα που περιέχουν την πράσινη χρωστική χλωροφύλλη. Η χλωροφύλλη απορροφά το ηλιακό φως, κυρίως στα μπλε και κόκκινα μέρη του φάσματος. Η δεσμευμένη ενέργεια διασπά τα μόρια του νερού, απελευθερώνοντας οξυγόνο ως υποπροϊόν. Το υδρογόνο και το διοξείδιο του άνθρακα χρησιμοποιούνται στη συνέχεια για την παραγωγή γλυκόζης.

Η φωτοσύνθεση έχει δύο κύρια στάδια. Οι αντιδράσεις που εξαρτώνται από το φως δεσμεύουν ενέργεια από το ηλιακό φως και παράγουν ATP και NADPH. Ο κύκλος Calvin χρησιμοποιεί αυτήν την ενέργεια για να μετατρέψει το διοξείδιο του άνθρακα σε σάκχαρα. Η συνολική εξίσωση είναι απλή: έξι μόρια διοξειδίου του άνθρακα συν έξι μόρια νερού παράγουν ένα μόριο γλυκόζης και έξι μόρια οξυγόνου. Στην πραγματικότητα, η διαδικασία περιλαμβάνει δεκάδες ένζυμα και ενδιάμεσες ενώσεις. Η φωτοσύνθεση δεν είναι απόλυτα αποτελεσματική. Τα φυτά μετατρέπουν μόνο ένα μικρό κλάσμα του ηλιακού φωτός που λαμβάνουν σε χημική ενέργεια. Αυτός είναι ο λόγος για τον οποίο τα οικοσυστήματα χρειάζονται τόσο πολύ ηλιακό φως για να υποστηρίξουν τόση ζωή.

Είσοδοι και έξοδοι

• Είσοδοι: ηλιακό φως, νερό, διοξείδιο του άνθρακα.
• Έξοδοι: γλυκόζη, οξυγόνο.
• Τοποθεσία: χλωροπλάστες σε φυτικά κύτταρα.
• Χρωστική: χλωροφύλλη, η οποία απορροφά το φως.

Η φωτοσύνθεση και η αναπνοή είναι συνεργάτες. Τα φυτά παράγουν οξυγόνο και γλυκόζη. Τα ζώα τα καταναλώνουν και απελευθερώνουν διοξείδιο του άνθρακα. Ο κύκλος αυτός διατηρεί την ατμόσφαιρα αναπνεύσιμη.