식물과 초목은 지구 표면의 약 20 %를 차지하며 동물의 생존에 필수적입니다. 식물은 광합성을 사용하여 음식을 합성합니다. 이 과정에서 식물의 녹색 색소는 햇빛의 에너지를 포착하여이를 설탕으로 전환하여 식물에게 식량을 제공합니다.
식물의 잎에있는 세포는 엽록체라고하는 특별한 구조를 가지고 있습니다. 광합성은 햇빛으로부터 에너지를 포착하는 특수 안료 (엽록소)를 사용하여 이러한 구조 내에서 발생합니다. 광합성은 약간의 추가 화학 물질을 필요로하며 또한 폐기물을 생성합니다. 광합성의 기본 화학 방정식은 다음과 같습니다.
포도당은 6 개의 탄소 원자, 12 개의 수소 원자 및 6 개의 산소 원자를 포함하는 단당입니다. 식물과 동물 모두이 분자를 사용하여 에너지를 생성하므로 지구 생명체에 필수적입니다. 식물이 광합성을 할 때 포도당을 생산하기 위해서는 탄소, 수소, 산소의 공급원이 필요하며, 주변에서 이러한 요소를 얻습니다. 포도당 1 분자를 생성하려면 식물은 이산화탄소 6 분자와 물 6 분자를 흡수해야합니다. 이로 인해 6 개의 산소 원자가 없어져 폐기물로 방출됩니다.
이산화탄소는 지구 대기 가스의 0.04 %를 차지합니다. 포도당의 구성 요소 중 하나 인 이산화탄소 분자는 하나의 탄소 원자와 두 개의 산소 원자로 구성됩니다. 간단한 실험을 통해 식물이 이산화탄소에 노출되는 것을 제한하면 광합성을 수행하는 능력이 크게 감소한다는 사실이 입증되었습니다. 대조적으로, 이산화탄소에 대한 식물의 노출을 늘리면 광합성 속도를 높일 수 있습니다. 상업용 온실은 식물의 성장 속도를 높이기 위해 이산화탄소의 가용성을 높임으로써이 사실을 활용합니다.
산소는 지구 대기의 약 21 %를 차지합니다. 식물은 이산화탄소 가스가있는 상태에서 광합성을 수행하기 위해 수소가 필요합니다. 지구상에서 가장 풍부한 수소 공급원은 물이며, 이 분자에는 2 개의 수소 원자와 1 개의 산소 원자가 포함되어 있습니다. 식물은 필요한 수소를 얻기 위해 주변에서 물을 흡수합니다. 그러나 물 분자의 여분의 산소 원자는 필요하지 않으므로 폐기물로 대기 중으로 방출됩니다.