Organismi che producono cibo utilizzando aria, acqua e luce solare sono chiamati "produttori". Sono esempi di produttori di piante, come pure alcuni protisti e batteri. Al fine di rendere il cibo, che assume la forma di carboidrati, i produttori devono utilizzare la fotosintesi. Anche se alcune parti della fotosintesi possono avvenire al buio---usando un processo denominato ciclo di Calvin---anche luce-indipendente reazioni richiedono l'adenosina trifosfato (ATP) prodotta da reazioni luce-dipendenti, poiché la pianta utilizza ATP di energia quando non è possibile accedere i fotoni di luce solare.
Fotosintesi
La fotosintesi è il processo di respirazione cellulare. La cella assorbe acqua e anidride carbonica dall'acqua (per gli organismi acquatici) o da aria (per gli organismi terrestri) che circonda l'organismo. La cella in fase di fotosintesi converte l'acqua e l'anidride carbonica, in una reazione alimentata dai fotoni di luce solare o dalla ATP che l'organismo ha già prodotto in una reazione dipendente dalla luce, in carboidrati. Quindi utilizza i carboidrati prodotti attraverso la fotosintesi come cibo, che alimenta la manutenzione delle cellule e la crescita dell'organismo. Durante la fotosintesi, l'anidride carbonica sei molecole si combinano con sei molecole di acqua produce sei molecole di ossigeno e un cucchiaino di zucchero (C6H12O6) molecola. L'organismo rilascia le molecole di ossigeno nell'ambiente circostante e memorizza lo zucchero nelle sue cellule.
Reazioni luce-dipendenti-- "luce reazioni"
Fotoni eccitano gli elettroni nelle membrane tilacoidali degli organelli all'interno dei cloroplasti delle cellule. Attraverso il trasporto dell'elettrone, arricchito con gli elettroni fotone-eccitato, molecole di acqua e anidride carbonica sono state riconfigurate per formare nicotinammide adenina dinucleotide fosfato (NADPH) e ATP. Tipi di zucchero NADPH e ATP. Durante tale processo, divisero le molecole d'acqua, che rilascia gli atomi di ossigeno che facevano parte delle molecole d'acqua originale---che l'ossigeno è un prodotto di scarto della fotosintesi.
Reazioni luce-indipendente-- "Dark reazioni"
All'interno dello stroma della cella, in un processo catalizzato da enzimi, la cellula utilizza l'ATP prodotto durante le reazioni dipendenti dalla luce per l'energia in quanto legami idrogeno dall'acqua assorbita a molecole di biossido di carbonio e produce molecole del carboidrato. La produzione di molecole di carboidrati in una reazione luce-indipendente è chiamata il "ciclo di Calvin."
Reazioni di buio durante l'esposizione alla luce solare
Estremamente caldo, quando il rischio di un impianto di evaporazione dell'acqua è alto, la pianta si chiude le parti della foglia che viene utilizzato per assorbire anidride carbonica, gli stomi. Le piante che elaborano anidride carbonica utilizzando il ciclo di Calvin immediatamente dopo l'assorbimento dell'anidride carbonica sono denominate "Piante C3." Queste piante sono relativamente inefficienti al usando il biossido di carbonio, così se raggiungono bassi livelli di biossido di carbonio---anche se essi non hanno ancora utilizzato tutto il biossido di carbonio hanno assorbito---diventano dormienti (come l'erba, che diventa marrone durante un periodo caldo e asciutto). Alcune piante hanno enzimi che scompongono il biossido di carbonio in ossaloacetato prima dell'invio attraverso il ciclo di Calvin, che permette quelle piante ad impegnarsi nella fotosintesi anche quando hanno solo una piccola quantita ' di anidride carbonica a sinistra. Queste piante sono chiamate "Piante C4." Alcuni esempi sono la canna da zucchero e gramigna. Piante che sono abituate al calore estremo e luce solo aprono loro stomi di notte. Prendono in biossido di carbonio nell'oscurità e memorizzarlo in vari tipi di composti organici all'interno delle loro cellule. Durante il giorno, prendono luce (anche se tengono loro stomi chiusi), che quindi permette loro di produrre l'ATP e il ciclo di Calvin utilizzando il loro materiale memorizzato di potenza. Questi sono chiamati "Piante CAM", o piante di metabolismo acido di crassulacean. Gli esempi includono ananas e cactus.