Растения сами производят себе пищу. Они используют солнечный свет, воду и углекислый газ для производства сахаров и кислорода. Этот процесс называется фотосинтезом и является основой большей части жизни на Земле. Он происходит в хлоропластах — крошечных структурах внутри растительных клеток, содержащих зеленый пигмент хлорофилл. Хлорофилл поглощает солнечный свет, главным образом в синей и красной частях спектра. Захваченная энергия расщепляет молекулы воды, высвобождая кислород в качестве побочного продукта. Затем водород и углекислый газ используются для построения глюкозы.

Фотосинтез состоит из двух основных стадий. Светозависимые реакции улавливают энергию солнечного света и производят АТФ и НАДФН. Цикл Кальвина использует эту энергию для превращения углекислого газа в сахара. Общее уравнение простое: шесть молекул углекислого газа плюс шесть молекул воды производят одну молекулу глюкозы и шесть молекул кислорода. В действительности этот процесс включает десятки ферментов и промежуточных соединений. Фотосинтез не является идеально эффективным. Растения преобразуют лишь небольшую часть получаемого ими солнечного света в химическую энергию. Именно поэтому экосистемам требуется так много солнечного света для поддержания такого количества жизни.

Входы и выходы

• Исходные данные: солнечный свет, вода, углекислый газ.
• Выходные параметры: глюкоза, кислород.
• Место локализации: хлоропласты в растительных клетках.
• Пигмент: хлорофилл, поглощающий свет.

Фотосинтез и дыхание — взаимосвязанные процессы. Растения производят кислород и глюкозу. Животные потребляют их и выделяют углекислый газ. Этот круговорот поддерживает атмосферу пригодной для дыхания.