As plantas produzem seus próprios alimentos a partir de compostos inorgânicos através de um processo chamado fotossíntese que ocorre nas folhas. Os ingredientes necessários para a fotossíntese são luz, água e dióxido de carbono. A taxa de fotossíntese será afetada pela quantidade desses ingredientes disponíveis, bem como pela temperatura. Os produtos finais da fotossíntese são oxigênio, liberado pelas plantas, e carboidratos, que se tornam a fonte de energia das plantas. Com base na estrutura básica da glicose, as plantas também usam a fotossíntese para criar vários produtos químicos baseados em carbono mais complexos, essenciais para seu crescimento e sobrevivência.
Primeiro, a água absorvida pelas raízes sobe para as folhas e entra em células especiais chamadas cloroplastos. Essas células contêm clorofila, um pigmento verde que deixa a cor refletindo os comprimentos de onda verdes. Mais importante, a clorofila absorve a luz nas partes vermelha e azul do espectro e a utiliza para alimentar uma reação química crucial. Dentro do cloroplasto, as moléculas de clorofila absorvem um único fóton de luz e em troca de um elétron. Uma série de reações químicas segue, que substitui o elétron perdido das moléculas de água na folha. No processo, o átomo de oxigênio na água se separa dos átomos de hidrogênio e passa para o lixo. O hidrogênio restante é coletado e, finalmente, sintetizado em uma molécula de carboidrato.
O processo que cria o alimento real para a planta não requer luz, por isso é chamado de reação sombria. Em outra parte da folha chamada estroma, o dióxido de carbono que é absorvido do ambiente é reduzido em carbono e oxigênio. Mais uma vez, é permitido que o oxigênio escape, mas o carbono se combina com o produto final de hidrogênio do primeiro processo para formar um açúcar simples. Elas podem ser combinadas ou modificadas para produzir quase qualquer composto orgânico de que a planta possa precisar, seja para estrutura ou nutrição.
As plantas não usam energia clara diretamente, mas devem convertê-la em energia química. Da luz que atinge uma folha, apenas cerca de 5% é usada para a fotossíntese e, dessa forma, apenas 30 a 50% são armazenados como energia química para a célula. Ainda assim, a fotossíntese é um processo vital, não apenas para as plantas, mas para todos os organismos que respiram oxigênio, incluindo seres humanos. Os cientistas acreditam que foi a fotossíntese nas primeiras plantas e algas verdes que criou a atmosfera respirável da Terra. Ainda hoje, as plantas continuam a reabastecer o meio ambiente, filtrando dióxido de carbono nocivo em oxigênio que sustenta a vida.
