მცენარეები და მცენარეული საფარი მოიცავს დედამიწის ზედაპირის დაახლოებით 20 პროცენტს და აუცილებელია ცხოველების გადარჩენისთვის. მცენარეები ასინთეზებენ საკვებს ფოტოსინთეზის გამოყენებით. ამ პროცესის განმავლობაში, მცენარეებში არსებული მწვანე პიგმენტი იპყრობს მზის ენერგიას და გარდაქმნის მას შაქრად, აძლევს მცენარეს კვების წყაროს.
მცენარეთა ფოთლების უჯრედებს აქვთ სპეციალური სტრუქტურები, რომელსაც ქლოროპლასტები ეწოდება. ფოტოსინთეზი ხდება ამ სტრუქტურებში სპეციალური პიგმენტის (ქლოროფილი) გამოყენებით, რომელიც ენერგიას იღებს მზის სხივებისგან. ფოტოსინთეზისთვის საჭიროა დამატებითი ქიმიკატების მიღება და აგრეთვე წარმოქმნის ნარჩენ პროდუქტებს. ფოტოსინთეზის ძირითადი ქიმიური განტოლებაა:
გლუკოზა არის მარტივი შაქარი, რომელიც შეიცავს ექვს ნახშირბადის ატომს, 12 წყალბადის ატომს და ექვს ჟანგბადის ატომს. როგორც მცენარეები, ასევე ცხოველები იყენებენ ამ მოლეკულას ენერგიის შესაქმნელად, რაც მას დედამიწაზე სიცოცხლისთვის მნიშვნელოვნად აქცევს. როდესაც მცენარე ახორციელებს ფოტოსინთეზს, მას სჭირდება ნახშირბადის, წყალბადის და ჟანგბადის წყარო გლუკოზის წარმოებისთვის და ამ ელემენტებს იღებს მისი გარემოდან. გლუკოზის ერთი მოლეკულის შესაქმნელად, მცენარეს სჭირდება ექვსი მოლეკულა ნახშირორჟანგი და ექვსი მოლეკულა წყალი. ეს ტოვებს ჟანგბადის ექვს ატომს, რომლებიც გამოიყოფა ნარჩენების სახით.
ნახშირორჟანგს შეადგენს დედამიწის ატმოსფეროში გაზების 0,04 პროცენტი. ნახშირორჟანგის მოლეკულები, გლუკოზის ერთ-ერთი სამშენებლო ბლოკი, შედგება ერთი ნახშირბადის ატომისგან და ორი ჟანგბადის ატომისგან. მარტივი ექსპერიმენტები აჩვენებს, რომ მცენარეთა ნახშირორჟანგის ზემოქმედების შეზღუდვა მკვეთრად ამცირებს ფოტოსინთეზის განხორციელების უნარს. ამის საპირისპიროდ, ნახშირორჟანგის მცენარის ზემოქმედების გაზრდამ შეიძლება გაზარდოს ფოტოსინთეზის სიჩქარე. კომერციული სათბურები ამ ფაქტით ისარგებლებენ ნახშირორჟანგის ხელმისაწვდომობის გაზრდით მცენარეთა ზრდის დასაჩქარებლად.
ჟანგბადი დედამიწის ატმოსფეროს დაახლოებით 21 პროცენტს შეადგენს. ნახშირორჟანგის გაზის არსებობისას მცენარეები საჭიროებენ წყალბადს ფოტოსინთეზის ჩასატარებლად. დედამიწაზე წყალბადის ყველაზე უხვი წყარო წყალია და ეს მოლეკულა შეიცავს წყალბადის ორ ატომს, მაგრამ ასევე ერთ ჟანგბადის ატომს. მცენარეები წყალს ითვისებენ საჭირო წყალბადის მისაღებად. დამატებითი ჟანგბადის ატომი წყლის მოლეკულაში არ არის საჭირო და ამიტომ ნარჩენების სახით ატმოსფეროში გამოიყოფა.
