Niektoré organizmy sú schopné zachytávať energiu zo slnečného svetla a používať ju na výrobu organických zlúčenín. Tento proces, známy ako fotosyntéza, je nevyhnutná pre život, pretože poskytuje energiu pre obidve výrobcov a spotrebiteľov. Fotosyntetické organizmy, tiež známe ako fotoautotrofy, sú organizmy, ktoré sú schopné fotosyntézy. Niektoré z týchto organizmov zahŕňajú vyššie rastliny, niektoré protisty (riasy a euglena) a baktérie.
v fotosyntézasvetelná energia sa premieňa na chemickú energiu, ktorá sa ukladá vo forme glukózy (cukru). Anorganické zlúčeniny (oxid uhličitý, voda a slnečné svetlo) sa používajú na výrobu glukózy, kyslíka a vody. Fotosyntetické organizmy používajú uhlík na tvorbu organických molekúl (sacharidy, lipidya proteíny) a vybudovať biologickú hmotu. Kyslík produkovaný ako bi-produkt fotosyntézy používa mnoho organizmov vrátane rastliny a zvieratá, pre bunkové dýchanie. Väčšina organizmov sa na výživu spolieha priamo alebo nepriamo na fotosyntézu. Heterotropný (
hetero-, -trophic) organizmy, napríklad zvieratá baktériea huby, nie sú schopné fotosyntézy alebo produkcie biologické zlúčeniny z anorganických zdrojov. Preto musia konzumovať fotosyntetické organizmy a iné autotrofy (auto-, -trophs) za účelom získania týchto látok.fotosyntéza v rastliny vyskytuje sa v špecializovanom odbore organely volal chloroplasty. Chloroplasty sa nachádzajú v rastlinách listy a obsahujú pigment chlorofyl. Tento zelený pigment absorbuje svetelnú energiu potrebnú na vznik fotosyntézy. Chloroplasty obsahujú vnútorný membránový systém pozostávajúci zo štruktúr nazývaných tylakoidy, ktoré slúžia ako miesta premeny svetelnej energie na chemickú energiu. Oxid uhličitý sa premieňa na uhľohydráty v procese známom ako fixácia uhlíka alebo Calvinov cyklus. sacharidy môžu byť skladované vo forme škrobu, použité pri dýchaní alebo použité pri výrobe celulózy. Kyslík, ktorý sa vytvára v tomto procese, sa uvoľňuje do atmosféry cez póry v listoch rastlín známych ako prieduchy.
Rastliny zohrávajú v EÚ dôležitú úlohu cyklus živín, konkrétne uhlík a kyslík. Vodné rastliny a rastliny rastlín (kvitnúce rastliny, machy a paprade) pomáhajú regulovať atmosférický uhlík odstránením oxidu uhličitého zo vzduchu. Rastliny sú tiež dôležité pre produkciu kyslíka, ktorý sa uvoľňuje do vzduchu ako hodnotný vedľajší produkt fotosyntézy.
riasy sú eukaryotické organizmy, ktoré majú vlastnosti oboch rastliny a zver. Rovnako ako zvieratá, riasy sú schopné kŕmiť sa organickým materiálom vo svojom prostredí. Niektoré riasy tiež obsahujú organely a štruktúry nachádzajúce sa v živočíšnych bunkách, napr bičíky a centrioles. Podobne ako rastliny obsahujú riasy fotosyntetické organely nazývané chloroplasty. Chloroplasty obsahujú chlorofyl, zelený pigment, ktorý absorbuje svetelnú energiu pre fotosyntézu. Riasy tiež obsahujú ďalšie fotosyntetické pigmenty, ako sú karotenoidy a fykobilíny.
Riasy môžu byť jednobunkové alebo môžu existovať ako veľké mnohobunkové druhy. Žijú v rôznych biotopoch vrátane slanej a sladkej vody vodné prostredie, na vlhkej pôde alebo na vlhkých skalách. Fotosyntetické riasy známe ako fytoplanktón sa nachádzajú v morskom aj sladkovodnom prostredí. Väčšina morského fytoplanktónu sa skladá z rozsievky a dinoflagellates. Väčšina sladkovodného fytoplanktónu sa skladá zo zelených rias a cyanobaktérií. Fytoplanktón pláva pri hladine vody, aby mal lepší prístup k slnečnému žiareniu potrebnému pre fotosyntézu. Fotosyntetické riasy sú životne dôležité pre svet cyklus živín ako je uhlík a kyslík. Odstraňujú oxid uhličitý z atmosféry a vytvárajú viac ako polovicu globálneho prísunu kyslíka.
euglena sú jednobunkové protisty rodu euglena. Tieto organizmy boli klasifikované do kmeňa Euglenophyta s riasami vďaka ich fotosyntetickým schopnostiam. Vedci sa teraz domnievajú, že nie sú riasami, ale získali fotosyntetické schopnosti prostredníctvom endosymbiotického vzťahu so zelenými riasami. Ako taký, euglena boli umiestnené do kmeňa Euglenozoa.
Cyanobaktérie sú kyslíková fotosyntézabaktérie. Zbierajú slnečnú energiu, absorbujú oxid uhličitý a emitujú kyslík. Rovnako ako rastliny a riasy obsahujú cyanobaktérie chlorofyl a konvertovať oxid uhličitý na cukor fixáciou uhlíka. Na rozdiel od eukaryotických rastlín a rias sú cyanobaktérie prokaryotické organizmy. Chýba im membrána jadro, chloroplasty, a ďalšie organely nájdený v rastliny a riasy. Namiesto toho majú cyanobaktérie dvojitý vonkajší povrch bunková membrána a zložené vnútorné tylakoidné membrány, ktoré sa používajú v fotosyntéza. Cyanobaktérie sú tiež schopné fixácie dusíka, čo je proces, pri ktorom sa atmosférický dusík premieňa na amoniak, dusitan a dusičnan. Tieto látky sú rastlinami absorbované za účelom syntézy biologických zlúčenín.
Cyanobaktérie sa nachádzajú v rôznych druhoch pôdne biomy a vodné prostredie. Niektoré sa zvažujú Extremophiles pretože žijú v mimoriadne drsných prostrediach, ako sú napríklad hotspringy a hypersalínové zátoky. Cyanobaktérie Gloeocapsa môže dokonca prežiť tvrdé podmienky vesmíru. Cyanobaktérie tiež existujú ako fytoplanktónu a môžu žiť v rámci iných organizmov, ako sú huby (lišajník), prvokya rastliny. Cyanobaktérie obsahujú pigmenty fykoerytrín a fykocyanín, ktoré sú zodpovedné za svoju modrozelenú farbu. Kvôli svojmu vzhľadu sa tieto baktérie niekedy nazývajú modrozelené riasy, hoci vôbec nie sú riasami.
Anoxygenická fotosyntéza baktérie sú photoautotrophs (syntetizujte jedlo pomocou slnečného svetla), ktoré neprodukujú kyslík. Na rozdiel od cyanobaktérií, rastlín a rias tieto baktérie nevyužívajú vodu ako donor elektrónov transportný reťazec elektrónov počas výroby ATP. Namiesto toho používajú ako donory elektrónov vodík, sírovodík alebo síru. Anoxygénne fotosyntetické baktérie sa tiež líšia od cyanobaciérie v tom, že nemajú chlorofyl na absorbovanie svetla. Obsahujú bakteriochlorofyl, ktorý je schopný absorbovať kratšie vlnové dĺžky svetla ako chlorofyl. Preto sa baktérie s bakteriochlorofylmi nachádzajú v hlbokých vodných zónach, kde sú schopné prenikať kratšie vlnové dĺžky svetla.
Príklady anoxygénnych fotosyntetických baktérií zahŕňajú fialové baktérie a zelené baktérie. Fialové bakteriálne bunky prichádzajú do a rôzne tvary (sférické, tyčové, špirálové) a tieto bunky môžu byť pohyblivé alebo nemobilné. Fialové sírne baktérie sa bežne vyskytujú vo vodných prostrediach a sírnych prameňoch, kde je prítomný sírovodík a chýba kyslík. Fialové nesírové baktérie využívajú nižšie koncentrácie sulfidov ako fialové sírové baktérie a ukladajú síru mimo svoje bunky namiesto do svojich buniek. Zelené bakteriálne bunky sú typicky guľovité alebo tyčinkovité a bunky sú primárne nepohyblivé. Baktérie zo zelenej síry využívajú na fotosyntézu sulfid alebo síru a nemôžu prežiť v prítomnosti kyslíka. Usadzujú síru mimo svojich buniek. Zelené baktérie sa daria vo vodných biotopoch bohatých na sulfidy a niekedy vytvárajú nazelenalé alebo hnedé kvety.