Tumbuhan membuat makanannya sendiri. Mereka menggunakan sinar matahari, air, dan karbon dioksida untuk menghasilkan gula dan oksigen. Proses itu disebut fotosintesis, dan merupakan dasar dari sebagian besar kehidupan di Bumi. Proses ini terjadi di kloroplas, struktur kecil di dalam sel tumbuhan yang mengandung pigmen hijau klorofil. Klorofil menyerap sinar matahari, terutama pada bagian spektrum biru dan merah. Energi yang ditangkap memecah molekul air, melepaskan oksigen sebagai produk sampingan. Hidrogen dan karbon dioksida kemudian digunakan untuk membangun glukosa.

Fotosintesis memiliki dua tahap utama. Reaksi yang bergantung pada cahaya menangkap energi dari sinar matahari dan menghasilkan ATP dan NADPH. Siklus Calvin menggunakan energi tersebut untuk mengubah karbon dioksida menjadi gula. Persamaan keseluruhannya sederhana: enam molekul karbon dioksida ditambah enam molekul air menghasilkan satu molekul glukosa dan enam molekul oksigen. Pada kenyataannya, proses ini melibatkan puluhan enzim dan senyawa perantara. Fotosintesis tidak sepenuhnya efisien. Tumbuhan hanya mengubah sebagian kecil sinar matahari yang mereka terima menjadi energi kimia. Itulah mengapa ekosistem membutuhkan begitu banyak sinar matahari untuk mendukung begitu banyak kehidupan.

Masukan dan keluaran

• Masukan: sinar matahari, air, karbon dioksida.
• Keluaran: glukosa, oksigen.
• Lokasi: kloroplas dalam sel tumbuhan.
• Pigmen: klorofil, yang menyerap cahaya.

Fotosintesis dan respirasi adalah dua proses yang saling berkaitan. Tumbuhan menghasilkan oksigen dan glukosa. Hewan mengonsumsinya dan melepaskan karbon dioksida. Siklus ini menjaga agar atmosfer tetap dapat dihirup.