La fotosintesi, un processo che converte la luce solare in energia, si verifica nella maggior parte delle piante. Durante la fotosintesi, le piante combinano acqua, H2O e anidride carbonica, CO2, con la luce solare per produrre zucchero, C6H12O6. Ogni molecola C6H12O6 prodotta prende sei molecole di H2O, sei molecole di CO2 ed elettroni dalla luce solare. Sei molecole di ossigeno, O2, vengono anche prodotte e rilasciate nell'aria. Lo zucchero è immagazzinato per un uso futuro. Ci sono due parti principali della fotosintesi, una reazione dipendente dalla luce e una reazione indipendente dalla luce, o oscura.

Cloroplasti

I cloroplasti, situati nelle foglie della maggior parte delle piante, sono organuli trovati all'interno delle cellule del mesofillo e sono dove la fotosintesi ha effettivamente luogo. Gli altri componenti necessari per eseguire la fotosintesi si trovano qui. L'energia della luce viene immagazzinata nelle sacche di tilacoide, chiamate grana, che si trovano nelle membrane dei cloroplasti. La luce è raccolta dalla clorofilla e da altri pigmenti. CO2 e H2O vengono portati ai cloroplasti dagli stomati e dai fasci vascolari. Una volta riuniti tutti i materiali, le proteine, situate nella grana, sono utilizzate per convertire la luce in zucchero.



Pigmenti

I pigmenti assorbono la luce solare nell'organismo fotosintetico. La clorofilla è il pigmento più comune presente nelle piante. Poiché riflette la luce verde, assorbendo solo le lunghezze d'onda blu e rosse, rende la maggior parte delle piante verdi. La clorofilla guadagna elettroni dalla luce solare, spostandoli in un'area di stoccaggio mediante l'anello di porfirina. I caroteniodi, presenti solo in alcune piante, riflettono lunghezze d'onda rosse, arancioni e /o gialle e assorbono le lunghezze d'onda della luce che la clorofilla non fa.

Stomati e fasci vascolari

Gli stomi si trovano principalmente nell'epidermide inferiore di foglie. Le stomate sono piccoli fori che si aprono e si chiudono quando necessario per consentire l'ingresso di CO2 e l'uscita di O2. La loro esistenza consente a queste molecole di entrare e uscire dalla pianta senza che la pianta diventi disidratante. I fasci vascolari sono le vene viste nelle foglie. Trasportano l'acqua, così come i nutrienti, in tutta la pianta. Il tessuto di questi fasci, chiamato xilema, trasporta direttamente l'acqua ai cloroplasti nelle foglie.

Grana e Stroma

Il grana, noto anche come membrana tilacoide, è il luogo in cui le sostanze chimiche utilizzate per convertire energia, CO2 e H2O in zucchero vengono memorizzati. È qui che lo zucchero viene convertito nel suo stato di conservazione, chiamato adenosina trifosfato, o ATP, che è la molecola di zucchero, C6H12O6, combinata con tre gruppi fosfato e una catena di adenina. Solo la reazione leggera ha luogo nella grana. La reazione oscura ha luogo nello stroma. Lo stroma si trova anche nella membrana del cloroplasto e circonda la grana. Durante questa reazione, le sostanze chimiche presenti nello stroma convertono l'ATP in energia utilizzabile attraverso un processo chiamato Ciclo Calvin.