Les plantes produisent leur propre nourriture. Elles utilisent la lumière du soleil, l'eau et le dioxyde de carbone pour fabriquer des sucres et de l'oxygène. Ce processus, appelé photosynthèse, est à la base de la plupart des formes de vie sur Terre. Il se déroule dans les chloroplastes, de minuscules structures à l'intérieur des cellules végétales qui contiennent le pigment vert chlorophyllien. La chlorophylle absorbe la lumière du soleil, principalement dans les parties bleue et rouge du spectre lumineux. L'énergie ainsi captée provoque la dissociation des molécules d'eau, libérant de l'oxygène comme sous-produit. L'hydrogène et le dioxyde de carbone sont ensuite utilisés pour synthétiser le glucose.

La photosynthèse comporte deux étapes principales. Les réactions photochimiques captent l'énergie solaire et produisent de l'ATP et du NADPH. Le cycle de Calvin utilise cette énergie pour convertir le dioxyde de carbone en sucres. L'équation globale est simple : six molécules de dioxyde de carbone et six molécules d'eau produisent une molécule de glucose et six molécules d'oxygène. En réalité, ce processus fait intervenir des dizaines d'enzymes et de composés intermédiaires. La photosynthèse n'est pas parfaitement efficace. Les plantes ne convertissent qu'une petite fraction de la lumière solaire qu'elles reçoivent en énergie chimique. C'est pourquoi les écosystèmes ont besoin d'une si grande quantité de lumière solaire pour maintenir une telle diversité de vie.

Entrées et sorties

• Apports : lumière du soleil, eau, dioxyde de carbone.
• Sorties : glucose, oxygène.
• Localisation : chloroplastes dans les cellules végétales.
• Pigment : chlorophylle, qui absorbe la lumière.

La photosynthèse et la respiration sont indissociables. Les plantes produisent de l'oxygène et du glucose. Les animaux les consomment et rejettent du dioxyde de carbone. Ce cycle permet de maintenir une atmosphère respirable.