Le piante e la vegetazione coprono circa il 20 percento della superficie terrestre e sono essenziali per la sopravvivenza degli animali. Le piante sintetizzano il cibo usando la fotosintesi. Durante questo processo, il pigmento verde nelle piante cattura l'energia della luce solare e la converte in zucchero, dando alla pianta una fonte di cibo.
Le cellule all'interno delle foglie delle piante hanno strutture speciali chiamate cloroplasti. La fotosintesi avviene all'interno di queste strutture utilizzando uno speciale pigmento (clorofilla), che cattura l'energia dalla luce solare. La fotosintesi richiede alcune sostanze chimiche aggiuntive e produce anche prodotti di scarto. L'equazione chimica di base per la fotosintesi è:
Il glucosio è uno zucchero semplice che contiene sei atomi di carbonio, 12 atomi di idrogeno e sei atomi di ossigeno. Sia le piante che gli animali usano questa molecola per creare energia, rendendola essenziale per la vita sulla Terra. Quando una pianta effettua la fotosintesi, ha bisogno di una fonte di carbonio, idrogeno e ossigeno per produrre glucosio e ottiene questi elementi dall'ambiente circostante. Per creare una molecola di glucosio, la pianta ha bisogno di assorbire sei molecole di anidride carbonica e sei molecole di acqua. Questo lascia liberi sei atomi di ossigeno, che vengono rilasciati come rifiuti.
L'anidride carbonica rappresenta lo 0,04% dei gas nell'atmosfera terrestre. Le molecole di anidride carbonica, uno degli elementi costitutivi del glucosio, sono costituite da un atomo di carbonio e due atomi di ossigeno. Semplici esperimenti dimostrano che limitare l'esposizione di una pianta all'anidride carbonica riduce drasticamente la sua capacità di svolgere la fotosintesi. Al contrario, aumentare l'esposizione della pianta all'anidride carbonica può aumentare il tasso di fotosintesi. Le serre commerciali sfruttano questo fatto aumentando la disponibilità di anidride carbonica per accelerare la crescita delle piante.
L'ossigeno rappresenta circa il 21% dell'atmosfera terrestre. Le piante richiedono l'idrogeno per effettuare la fotosintesi in presenza di anidride carbonica. La fonte più abbondante di idrogeno sulla Terra è l'acqua, e questa molecola contiene due atomi di idrogeno ma anche un atomo di ossigeno. Le piante assorbono l'acqua dall'ambiente circostante per ottenere l'idrogeno necessario. L'atomo di ossigeno in più nella molecola d'acqua, tuttavia, non è necessario e viene quindi rilasciato come prodotto di scarto nell'atmosfera.
