تحصل الخلايا النباتية على الطاقة من خلال عملية تسمى التمثيل الضوئي. تستخدم هذه العملية الطاقة الشمسية لتحويل ثاني أكسيد الكربون والماء إلى طاقة على شكل كربوهيدرات. إنها عملية من جزأين. أولاً ، يتم حجز الطاقة من الإشعاع الشمسي في المصنع. ثانيًا ، تُستخدم هذه الطاقة لتفكيك ثاني أكسيد الكربون وتكوين الجلوكوز ، وهو جزيء الطاقة الرئيسي في النباتات. تستخدم النباتات والطحالب وبعض البكتيريا عملية التمثيل الضوئي لتوليد الطاقة المستخدمة للنمو والصيانة والتكاثر.
البلاستيدات الخضراء هي عضيات (وحدات عاملة داخل الخلايا) حيث يحدث تفاعل التمثيل الضوئي. تحتوي هذه العضيات ، الموجودة في الأوراق والخلايا الجذعية للنباتات ، على سائل غني بالبروتين حيث تحدث معظم عمليات التمثيل الضوئي للحصول على الطاقة.
داخل البلاستيدات الخضراء ، يتم امتصاص الطاقة الشمسية الكيميائية في جزيئات الصباغ التي يتم ترتيبها في مجموعات تسمى أنظمة ضوئية. يتم نقل الطاقة إلى الخلايا مثل سفرة خفيفة من خلال هذه الأنظمة الضوئية. يتم نقل الطاقة كإلكترونات.
يوجد داخل كل نظام ضوئي العديد من جزيئات الصبغة. مائتان من جزيئات الصباغ الخضراء تسمى الكلوروفيل تشكل غالبية هذه الجزيئات. يمكن التعرف بسهولة على أجزاء النبات التي تتم فيها عملية التمثيل الضوئي من خلال لونها الأخضر. هذا اللون هو نتيجة الكلوروفيل في أنظمة الصور.
يتم استخدام الطاقة المجمعة في البلاستيدات الخضراء أثناء التنفس الخلوي. أثناء التنفس الخلوي ، يتم استخدام الطاقة من الجلوكوز أثناء عملية التمثيل الضوئي لإنتاج جزيئات الطاقة للنمو والتكاثر. منتجات التنفس هي جزيئات الطاقة وثاني أكسيد الكربون والماء. يتم نقل ثاني أكسيد الكربون والماء المنتج مرة أخرى إلى البلاستيدات الخضراء حيث يتم استخدامها مرة أخرى في عملية التمثيل الضوئي. يحدث التنفس الخلوي في عضية أخرى تسمى الميتوكوندريا. هنا ، يتم إنشاء الطاقة التي يتم الحصول عليها من الجلوكوز المنتج في البلاستيدات الخضراء وتخزينها للاستخدام المستقبلي بواسطة النبات.