Hoci sa cukorná glukóza používa na energiu, má aj iné účely. Napríklad rastliny používajú glukózu ako stavebný kameň na výrobu škrobu na dlhodobé skladovanie energie a celulózu na vytváranie štruktúr.
Najbežnejšou molekulou používanou pri fotosyntéze je chlorofyl. Rastliny sú zelené, pretože ich bunky obsahujú množstvo chlorofylu. Chlorofyl absorbuje slnečnú energiu, ktorá riadi reakciu medzi oxidom uhličitým a vodou. Pigment sa javí zelený, pretože absorbuje modré a červené vlnové dĺžky svetla, čo odráža zelenú.
Chlorofyl nie je jediná molekula pigmentu, ale skôr je to skupina príbuzných molekúl, ktoré majú podobnú štruktúru. Existujú ďalšie molekuly pigmentu, ktoré absorbujú / odrážajú rôzne vlnové dĺžky svetla.
Rastliny sa javia zelené, pretože ich najhojnejším pigmentom je chlorofyl, ale niekedy môžete vidieť aj iné molekuly. Na jeseň listy produkujú menej chlorofylu ako prípravu na zimu. Ako sa produkcia chlorofylu spomaľuje, listy menia farbu. Môžete vidieť červenú, fialovú a zlatú farbu ďalších fotosyntetických pigmentov. Riasy bežne zobrazujú aj ostatné farby.
Mitochondrie vykonávajú aeróbne bunkové dýchanie, ktoré využíva kyslík na výrobu adenozíntrifosfátu (ATP). Odlomením jednej alebo viacerých fosfátových skupín z molekuly sa uvoľní energia vo forme, ktorú môžu použiť rastlinné bunky.
Chloroplasty obsahujú chlorofyl, ktorý sa používa pri fotosyntéze na výrobu glukózy. Chloroplast obsahuje štruktúry nazývané grana a stroma. Grana pripomína hromadu palaciniek. Spoločne grana tvorí a štruktúra sa nazýva tylakoid. Grana a tylakoid sa vyskytujú tam, kde sa vyskytujú chemické reakcie závislé od svetla (reakcie týkajúce sa chlorofylu). Tekutina okolo grany sa nazýva stroma. Tu dochádza k reakciám nezávislým od svetla. Svetlo nezávislé reakcie sa niekedy nazývajú „temné reakcie“, ale to jednoducho znamená, že svetlo nie je potrebné. Reakcie sa môžu vyskytovať v prítomnosti svetla.
Glukóza je jednoduchý cukor, napriek tomu je to veľká molekula v porovnaní s oxidom uhličitým alebo vodou. Vytvorenie jednej molekuly glukózy a šesť molekúl kyslíka vyžaduje šesť molekúl oxidu uhličitého a šesť molekúl vody. vyvážená chemická rovnica pre celkovú reakciu je:
Fotosyntéza aj bunkové dýchanie poskytujú molekuly používané na energiu. Fotosyntéza však vytvára cukor glukózu, ktorá je molekula na ukladanie energie. Bunkové dýchanie vezme cukor a premení ho na formu, ktorú môžu používať rastliny aj zvieratá.
Fotosyntéza vyžaduje oxid uhličitý a vodu na výrobu cukru a kyslíka. Bunkové dýchanie využíva kyslík a cukor na uvoľňovanie energie, oxidu uhličitého a vody.
Rastliny a iné fotosyntetické organizmy vykonávajú obidve skupiny reakcií. Počas dňa väčšina rastlín prijíma oxid uhličitý a uvoľňuje kyslík. Počas dňa av noci rastliny využívajú kyslík na uvoľnenie energie z cukru a na uvoľnenie oxidu uhličitého. V rastlinách nie sú tieto reakcie rovnaké. Zelené rastliny uvoľňujú oveľa viac kyslíka, ako používajú. V skutočnosti sú zodpovedné za priedušnú atmosféru Zeme.
Nazývajú sa organizmy, ktoré používajú svetlo na energiu potrebnú na výrobu vlastného jedla výrobcovia. Naopak, spotrebitelia sú zvieratá, ktoré jesť producentov, aby získali energiu. Zatiaľ čo rastliny sú najznámejšími výrobcami, riasy, cyanobaktérie a niektorí protisti tiež produkujú cukor prostredníctvom fotosyntézy.
Väčšina ľudí vie, že riasy a niektoré jednobunkové organizmy sú fotosyntetické, ale vedeli ste, že niektoré viacbunkové zvieratá sú, tiež? Niektorí spotrebitelia vykonávajú fotosyntézu ako sekundárny zdroj energie. Napríklad druh morského slimáka (Elysia chlorotica) kradne fotosyntetické organely chloroplastov z rias a umiestňuje ich do svojich vlastných buniek. Škvrnitý mlok (Ambystoma maculatum) má symbiotický vzťah s riasami a využíva kyslík navyše na dodávku mitochondrií. Orientálna sršeň (Vespa orientalis) používa pigment xanthoperín na premenu svetla na elektrinu, ktorú používa ako druh slnečného článku na poháňanie nočnej činnosti.
Celková reakcia opisuje vstup a výstup fotosyntézy, ale rastliny používajú rôzne sady reakcií na dosiahnutie tohto výsledku. Všetky rastliny používajú dve všeobecné cesty: reakcie svetla a reakcie tmy (Kalvinov cyklus).
„Normálny“ alebo C3 fotosyntéza nastane, keď rastliny majú veľa dostupnej vody. Tento súbor reakcií používa enzým RuBP karboxyláza, aby reagovala s oxidom uhličitým. Tento proces je vysoko efektívny, pretože v rastlinnej bunke sa môžu vyskytovať súčasne reakcie svetla a tmy.
V C4 fotosyntéza sa namiesto RuBP karboxylázy použije enzým PEP karboxyláza. Tento enzým je užitočný, keď môže byť nedostatok vody, ale všetky fotosyntetické reakcie sa nemôžu uskutočniť v rovnakých bunkách.
Pri metabolizme kyseliny Cassulacean alebo Fotosyntéza CAM, oxid uhličitý sa do rastlín prijíma iba v noci, kde sa ukladá vo vákuových zariadeniach, ktoré sa majú spracovať počas dňa. Fotosyntéza CAM pomáha rastlinám šetriť vodu, pretože stomatá listov sú otvorené iba v noci, keď je chladnejšia a vlhšia. Nevýhodou je, že rastlina môže produkovať glukózu iba z uloženého oxidu uhličitého. Pretože sa produkuje menej glukózy, púštne rastliny využívajúce CAM fotosyntézu majú tendenciu rásť veľmi pomaly.
Pokiaľ ide o fotosyntézu, rastliny sú čarodejníci. Celá ich štruktúra je postavená na podporu tohto procesu. Korene rastliny sú navrhnuté tak, aby absorbovali vodu, ktorá je potom transportovaná špeciálnym vaskulárnym tkanivom zvaným xylem, takže môže byť dostupná vo fotosyntetickom kmeni a listoch. Listy obsahujú špeciálne póry zvané stomatá, ktoré regulujú výmenu plynov a obmedzujú straty vody. Listy môžu mať voskový povlak, aby sa minimalizovala strata vody. Niektoré rastliny majú ostny, ktoré podporujú kondenzáciu vody.
Väčšina ľudí si je vedomá, že fotosyntéza uvoľňuje kyslíkové zvieratá, ktoré musia žiť, ale ďalšia dôležitá zložka reakcie je fixácia uhlíka. Fotosyntetické organizmy odstraňujú oxid uhličitý zo vzduchu. Oxid uhličitý sa premieňa na ďalšie organické zlúčeniny podporujúce život. Zatiaľ čo zvieratá vydychujú oxid uhličitý, stromy a riasy pôsobia ako zachytávač uhlíka, pričom väčšinu prvkov zadržiavajú mimo vzduchu.