Medtem ko se glukoza v sladkorju uporablja za energijo, ima tudi druge namene. Na primer, rastline uporabljajo glukozo kot gradnik za gradnjo škroba za dolgoročno shranjevanje energije, celulozo pa za gradnjo struktur.
Najpogostejša molekula, ki se uporablja za fotosintezo, je klorofil. Rastline so zelene, ker njihove celice vsebujejo obilje klorofila. Klorofil absorbira sončno energijo, ki poganja reakcijo med ogljikovim dioksidom in vodo. Pigment je videti zelen, ker absorbira modro in rdečo valovno dolžino svetlobe, ki odseva zeleno.
Klorofil ni ena sama pigmentna molekula, ampak je družina sorodnih molekul, ki imajo podobno strukturo. Obstajajo tudi druge molekule pigmenta, ki absorbirajo / odsevajo svetlobo različnih valovnih dolžin.
Rastline so videti zelene, ker je njihov najpogostejši pigment klorofil, včasih pa lahko vidite tudi druge molekule. V jeseni listi proizvedejo manj klorofila v pripravi na zimo. Ko se proizvodnja klorofila upočasni, listi spreminjajo barvo. Lahko vidite rdeče, vijolične in zlate barve drugih fotosintetskih pigmentov. Tudi alge običajno prikazujejo druge barve.
Mitohondriji izvajajo aerobno celično dihanje, ki uporablja kisik za tvorbo adenozin trifosfata (ATP). Odstranitev ene ali več fosfatnih skupin iz molekule sprosti energijo v obliki, ki jo lahko uporabljajo rastlinske in živalske celice.
Kloroplasti vsebujejo klorofil, ki se v fotosintezi uporablja za izdelavo glukoze. Kloroplast vsebuje strukture, imenovane grana in stroma. Grana spominja na kup palačink. Grana tvorijo a strukturo, imenovano tilakoid. Grana in tilakoid sta tam, kjer so od svetlobe odvisne kemične reakcije (tiste, ki vključujejo klorofil). Tekočina okoli grane se imenuje stroma. Tu se pojavijo reakcije, neodvisne od svetlobe. Svetlobne neodvisne reakcije se včasih imenujejo "temne reakcije", vendar to samo pomeni, da svetloba ni potrebna. Reakcije se lahko pojavijo ob prisotnosti svetlobe.
Glukoza je preprost sladkor, vendar je v primerjavi z ogljikovim dioksidom ali vodo velika molekula. Za izdelavo ene molekule glukoze in šest molekul kisika potrebuje šest molekul ogljikovega dioksida in šest molekul vode. The uravnotežena kemijska enačba za celotno reakcijo je:
Tako fotosinteza kot celično dihanje dajeta molekuli, ki se uporabljata za energijo. Vendar pa fotosinteza proizvaja glukozo iz sladkorja, ki je molekula za shranjevanje energije. Celično dihanje vzame sladkor in ga pretvori v obliko, ki jo lahko uporabljajo rastline in živali.
Za fotosintezo sta potrebna ogljikov dioksid in voda, da nastaneta sladkor in kisik. Celično dihanje uporablja kisik in sladkor, da sprošča energijo, ogljikov dioksid in vodo.
Rastline in drugi fotosintetski organizmi izvajajo oba niza reakcij. Čez dan večina rastlin vzame ogljikov dioksid in sprosti kisik. Podnevi in ponoči rastline porabljajo kisik, da sprostijo energijo iz sladkorja in sprostijo ogljikov dioksid. Pri rastlinah te reakcije niso enake. Zelene rastline sproščajo veliko več kisika, kot ga uporabljajo. Pravzaprav so odgovorni za zračno atmosfero na Zemlji.
Pokličejo se organizmi, ki uporabljajo svetlobo za energijo, ki je potrebna za pripravo lastne hrane proizvajalci. V nasprotju, potrošniki so bitja, ki jedo proizvajalce, da dobijo energijo. Medtem ko so rastline najbolj znani pridelovalci, alge, cianobakterije in nekateri protetiki sladkor ustvarjajo tudi s fotosintezo.
Večina ljudi pozna alge in nekateri enocelični organizmi so fotosintetski, a ste vedeli nekatere večcelične živali so, tudi? Nekateri potrošniki fotosintezo izvajajo kot sekundarni vir energije. Na primer vrsta morskega polža (Elysia chlorotica) ukradi fotosintezne organele kloroplaste iz alg in jih namesti v svoje celice. Pegasti salamander (Ambystoma maculatum) ima simbiotično razmerje z algami in z dodatnim kisikom porablja mitohondrije. Orientalski hornet (Vespa orientalis) uporablja pigment ksantoperin za pretvorbo svetlobe v elektriko, ki ga uporablja kot neke vrste sončne celice za napajanje nočnih aktivnosti.
Celotna reakcija opisuje vnos in izhod fotosinteze, vendar rastline za dosego tega rezultata uporabljajo različne sklope reakcij. Vse rastline uporabljajo dve splošni poti: reakcije na svetlobo in temne reakcije (Calvin cikel).
"Običajno" ali C3 fotosinteza se zgodi, ko imajo rastline veliko vode na voljo. Ta sklop reakcij uporablja encim RuBP karboksilaza reagira z ogljikovim dioksidom. Postopek je zelo učinkovit, saj se v rastlinski celici lahko istočasno pojavijo tako svetlobe kot temne reakcije.
V C4 pri fotosintezi se namesto RuBP karboksilaze uporablja encim PEP karboksilaza. Ta encim je uporaben, če je vode malo, vendar vse fotosintetske reakcije ne morejo potekati v istih celicah.
V presnovi Cassulacean kisline oz CAM fotosinteza, ogljikov dioksid se v rastline vnaša le ponoči, kjer je shranjen v vakuolih, ki jih čez dan predelamo. Fotosinteza CAM pomaga rastlinam ohranjati vodo, ker so listi listov odprti le ponoči, ko je hladnejše in bolj vlažno. Pomanjkljivost je, da rastlina lahko proizvaja le glukozo iz shranjenega ogljikovega dioksida. Ker se proizvaja manj glukoze, puščavske rastline, ki uporabljajo fotosintezo CAM, rastejo zelo počasi.
Rastline so čarovniki kar zadeva fotosintezo. Njihova celotna struktura je zgrajena za podporo procesu. Korenine rastline so zasnovane tako, da absorbirajo vodo, ki jo nato prenaša posebno žilno tkivo, imenovano ksilem, tako da je lahko na voljo v fotosintetskem steblu in listih. Listi vsebujejo posebne pore, imenovane stomati, ki nadzorujejo izmenjavo plinov in omejujejo izgubo vode. Listi imajo lahko voščen premaz, da zmanjšajo izgubo vode. Nekatere rastline imajo bodice za pospeševanje kondenzacije vode.
Večina ljudi se zaveda, da fotosinteza sprošča kisik, ki ga morajo živali živeti, vendar druga pomembna komponenta reakcija je fiksacija ogljika. Fotosintetični organizmi odstranjujejo ogljikov dioksid iz zraka. Ogljikov dioksid se pretvori v druge organske spojine, ki podpirajo življenje. Medtem ko živali izdihujejo ogljikov dioksid, drevesa in alge delujejo kot umivalnik ogljika in večino elementa ohranjajo iz zraka.