As plantas e a vegetação cobrem aproximadamente 20 por cento da superfície da Terra e são essenciais para a sobrevivência dos animais. As plantas sintetizam alimentos usando fotossíntese. Durante esse processo, o pigmento verde das plantas capta a energia do sol e a converte em açúcar, dando à planta uma fonte de alimento.
As células dentro das folhas das plantas têm estruturas especiais chamadas cloroplastos. A fotossíntese ocorre dentro dessas estruturas usando um pigmento especial (clorofila), que captura a energia da luz solar. A fotossíntese requer alguns produtos químicos adicionais e também produz resíduos. A equação química básica para a fotossíntese é:
A glicose é um açúcar simples que contém seis átomos de carbono, 12 átomos de hidrogênio e seis átomos de oxigênio. Tanto as plantas quanto os animais usam essa molécula para criar energia, o que a torna essencial para a vida na Terra. Quando uma planta realiza a fotossíntese, ela precisa de uma fonte de carbono, hidrogênio e oxigênio para produzir glicose e obtém esses elementos de seu entorno. Para criar uma molécula de glicose, a planta precisa absorver seis moléculas de dióxido de carbono e seis moléculas de água. Isso deixa seis átomos de oxigênio livres, que são liberados como resíduos.
O dióxido de carbono é responsável por 0,04% dos gases da atmosfera terrestre. As moléculas de dióxido de carbono, um dos blocos de construção da glicose, consistem em um átomo de carbono e dois átomos de oxigênio. Experimentos simples demonstram que limitar a exposição de uma planta ao dióxido de carbono reduz drasticamente sua capacidade de realizar a fotossíntese. Em contraste, aumentar a exposição da planta ao dióxido de carbono pode aumentar a taxa de fotossíntese. As estufas comerciais aproveitam este fato aumentando a disponibilidade de dióxido de carbono para acelerar o crescimento das plantas.
O oxigênio é responsável por aproximadamente 21 por cento da atmosfera da Terra. As plantas precisam de hidrogênio para realizar a fotossíntese na presença de gás dióxido de carbono. A fonte mais abundante de hidrogênio na Terra é a água, e essa molécula contém dois átomos de hidrogênio, mas também um átomo de oxigênio. As plantas absorvem água de seus arredores para obter o hidrogênio necessário. O átomo extra de oxigênio na molécula de água, entretanto, não é necessário e, portanto, é liberado como um produto residual na atmosfera.
