Fotosinteza je postupak koji biljke koriste za stvaranje hrane, koristeći svjetlosnu energiju, ugljični dioksid i vodu. Taj je postupak neophodan za rast i nastavlja se tijekom životnog ciklusa biljke. Stopa fotosinteze u biljkama ovisi o dostupnosti ova tri elementa. Jačina svjetlosti dostupna biljci, koncentracija ugljičnog dioksida u atmosferi i količini vode koja je dostupna biljci mogu sve potaknuti ili usporiti proces fotosinteza. Mora postojati optimalna kombinacija ova tri bitna elementa kako bi došlo do kemijske reakcije fotosinteze. Bez ispravne ravnoteže, fotosinteza može usporiti ili se potpuno zaustaviti.
Svjetlo
Snaga svjetlosti dostupna biljci utječe na proces fotosinteze. Stadij fotosinteze ovisno o svjetlu može se dogoditi samo kada biljka ima na raspolaganju dovoljno svjetlosti da je apsorbira. Kad nema dovoljno svjetlosti, pigmenti poput klorofila ne mogu apsorbirati dovoljno svjetlosne energije da stvore adenozin trifosfat, poznat i kao ATP. ATP je kemijska tvar koju biljka koristi za pohranu energije i neophodna je komponenta u drugoj fazi fotosinteze, koja se naziva svjetlosno neovisna faza. Iz tog razloga, dok fotosinteza može započeti samo tijekom dnevnog svjetla, nakon što se stvori ATP, postupak se može dovršiti u bilo kojem trenutku odgovarajuće količine vode i ugljičnog dioksida dostupno.
Ugljični dioksid i voda
Fotosinteza zahtijeva određenu količinu ugljičnog dioksida da bi bila uspješna. Količina ugljičnog dioksida dostupna u atmosferi smanjuje se na višim nadmorskim visinama, što usporava proces fotosinteze. Na izuzetno visokim povišenjima, nedostatak ugljičnog dioksida može u potpunosti spriječiti postupak. Uz ugljični dioksid, biljka traži i vodu za kemijsku reakciju koja stvara šećer. Svaka molekula šećera koju proizvodi biljka zahtijeva šest molekula vode. Molekule vode daju vodik, a preostali kisik ostavlja kao otpadni proizvod. Ako dostupna količina vode nije dovoljna za dovršetak postupka, fotosinteza se zaustavlja dok ne bude dostupno više vode.
Vremenski okvir
Iako se brzina fotosinteze razlikuje između biljnih vrsta i čimbenika okoliša, moguće je utvrditi točnu brzinu fotosinteze određene biljke. U eksperimentu provedenom na Sveučilištu u Koloradu, ispitana je brzina fotosinteze ostvarene lišćem listopadnog drveća. U ovom eksperimentu utvrđeno je da je testirano lišće obrađivalo 44,14 ppm (dijelova na milijun) plina ugljičnog dioksida u svakoj minuti fotosinteze za svaki gram površine lista.
