식물은 잎에서 일어나는 광합성이라는 과정을 통해 무기 화합물로 자신의 음식을 만듭니다. 광합성에 필요한 성분은 빛, 물, 이산화탄소입니다. 광합성 속도는 사용 가능한 이러한 성분의 양과 온도의 영향을받습니다. 광합성의 최종 산물은 식물이 방출하는 산소와 식물의 에너지 원이되는 탄수화물입니다. 포도당의 기본 구조를 바탕으로 식물은 광합성을 사용하여 성장과 생존에 필수적인 몇 가지 복잡한 탄소 기반 화학 물질을 만듭니다.
먼저 뿌리를 통해 흡수 된 물이 잎사귀로 올라가 엽록체라는 특수 세포로 들어갑니다. 이 세포에는 녹색 파장을 반사하여 잎에 색을주는 녹색 색소 인 엽록소가 포함되어 있습니다. 더 중요한 것은 엽록소가 스펙트럼의 빨간색과 파란색 부분에서 빛을 흡수하여 중요한 화학 반응을 일으키는 데 사용한다는 것입니다. 엽록체 내부에서 엽록소 분자는 단일 광자를 흡수하여 전자와 교환합니다. 일련의 화학 반응이 뒤 따르며 궁극적으로 잎의 물 분자에서 손실 된 전자를 대체합니다. 이 과정에서 물 속의 산소 원자는 수소 원자에서 분리되어 폐기물로 배출됩니다. 나머지 수소는 수집되어 결국 탄수화물 분자로 합성됩니다.
식물을위한 실제 음식을 만드는 과정은 빛이 필요하지 않기 때문에 어두운 반응이라고합니다. 잎의 다른 부분 인 간질에서는 환경에서 흡수 된 이산화탄소가 탄소와 산소로 환원됩니다. 다시 말하지만, 산소는 빠져 나가도록 허용되지만 탄소는 첫 번째 공정의 수소 최종 생성물과 결합하여 단순 설탕을 형성합니다. 이것들은 구조 나 영양에 관계없이 식물이 필요로 할 수있는 거의 모든 유기 화합물을 생산하기 위해 결합되거나 변형 될 수 있습니다.
식물은 빛 에너지를 직접 사용하지 않지만 화학 에너지로 변환해야합니다. 잎사귀에 비추는 빛 중 약 5 %만이 광합성에 사용되며, 그중 30 ~ 50 %만이 세포의 화학 에너지로 저장됩니다. 그러나 광합성은 식물뿐만 아니라 인간을 포함한 모든 산소 호흡 유기체에게 중요한 과정입니다. 과학자들은 지구의 통기성 대기를 만든 초기 녹색 식물과 조류의 광합성이라고 생각합니다. 오늘날에도 식물은 환경을 계속 보충하여 유해한 이산화탄소를 생명 유지 산소로 걸러냅니다.