Tutte le creature viventi richiedono energia e nutrienti per sopravvivere. Gli animali possono essere divisi in autotrofi ed eterotrofi secondo come acquisiscono questa energia e nutrienti. Autotrofi rendono il proprio cibo da nutrienti inorganici e ottengono energia da fonti non-viventi. Eterotrofi devono consumare altre creature viventi per ottenere l'energia e le sostanze nutritive di che cui hanno bisogno per vivere. Piante, come autotrofi, devono rendere il proprio cibo e farlo da luce solare, anidride carbonica e acqua attraverso un processo chiamato fotosintesi.
Fotosintesi
La fotosintesi è costituito da due distinta serie di reazioni chiamate le reazioni di luce e buio. Nelle reazioni della luce attraverso un processo noto come fotofosforilazione, luce del sole si eccita un elettrone nella clorofilla che viene poi trasportato lungo una membrana per creare un gradiente protonico. Questo gradiente protonico viene quindi utilizzato per generare energia necessaria nelle reazioni di buio. Nelle reazioni di buio, l'energia imbrigliata nelle reazioni luce guida una serie di reazioni che utilizzano anidride carbonica per fare lo zucchero.
Cloroplasti
Le reazioni fotosintetiche delle piante si verificano in strutture specializzate all'interno della cellula chiamati cloroplasti. Cloroplasti contengono pile di membrane chiamate membrane tilacoidali dove si svolge il processo fotosintetico. Il modulo di membrane racchiusi spazi che permettono un gradiente protonico essere creato e poi utilizzate per generare legami ad alta energia in ATP, una molecola di energia utilizzata dalle cellule.
Respirazione cellulare
Organismi, dai batteri alle balene devono convertire il cibo in energia e composti organici per altri processi di vita. Molti organismi, tra cui piante e animali, utilizzano ossigeno per eseguire la respirazione aerobica. Tuttavia, nel caso di piante, questa energia di cibo è fatto all'interno delle cellule anziché ottenuta da altre creature.
Mitocondri
Entrambe le piante e gli animali hanno i mitocondri all'interno delle loro cellule per facilitare la conversione del cibo in energia. I mitocondri sono organelli cellulari specializzati con membrane piegate all'interno. Queste membrane facilitano la catena di trasporto degli elettroni, dove gli elettroni ad alta energia vengono utilizzati per creare un gradiente protonico che guida la produzione di ATP. Il trasporto degli elettroni nei mitocondri e photophosphorlyation nei cloroplasti sono concettualmente molto simili, anche se i dettagli variano notevolmente.
Piante come produttori
Mentre la fotosintesi è importante per le piante per il loro cibo, in molti ecosistemi le piante anche fare il cibo per altri organismi. Animali come la zebra mangiano piante per ottenere la loro energia necessaria e nutrienti. A sua volta, predatori, come il Leone mangiano la zebra per il loro cibo richiesto. Questo ruolo fondamentale delle piante negli ecosistemi li porta a essere chiamato i produttori primari, poiché attraverso la fotosintesi, sono in grado di sfruttare l'energia e le sostanze nutritive all'interno del loro ambiente fisico e renderlo utilizzabile per altre creature viventi.