Les organismes qui produisent des aliments utilisant de l'air, l'eau et la lumière du soleil sont appelés «producteurs». Des exemples de producteurs comprennent les plantes, ainsi que des protistans et des bactéries. Afin de faire de la nourriture, qui prend la forme d'hydrates de carbone, les producteurs doivent utiliser la photosynthèse. Bien que certaines parties de la photosynthèse peuvent avoir lieu dans l'obscurité --- en utilisant un processus appelé le cycle de Calvin --- même des réactions de lumière indépendants nécessitent l'adénosine triphosphate (ATP) produite par des réactions dépendant de la lumière parce que la plante utilise l'ATP comme énergie lorsque il ne peut pas accéder aux photons dans la lumière du soleil.
Photosynthèse
La photosynthèse est le processus de la respiration cellulaire. La cellule absorbe l'eau et le dioxyde de carbone de l'eau (pour les organismes aquatiques) ou de l'air (pour les organismes terrestres) entourant l'organisme. La cellule en cours de la photosynthèse convertit le dioxyde de carbone et de l'eau, dans une réaction alimentée par les photons dans la lumière solaire ou par l'ATP que l'organisme a déjà produit dans une réaction dépendant de la lumière, en hydrates de carbone. Il utilise ensuite les hydrates de carbone produites par la photosynthèse que la nourriture, ce qui alimente la maintenance de la croissance et de la cellule de l'organisme. Au cours de la photosynthèse, six molécules de dioxyde de carbone se combinent avec six molécules d'eau produit six molécules d'oxygène et d'un sucre (C6H12O6) molécule. L'organisme libère les molécules d'oxygène dans son environnement et stocke le sucre dans ses cellules.
Réactions dépendant de la lumière - "Réactions Light"
Photons dynamisent électrons dans les membranes thylakoïdes de organites au sein des chloroplastes de la cellule. Grâce transport d'électrons, alimenté par les molécules d'électrons de photons excités, l'eau et le dioxyde de carbone sont reconfigurés pour former nicotinamide adénine dinucléotide phosphate (NADPH) et de l'ATP. NADPH et ATP sont des types de sucre. Au cours de ce processus, les molécules d'eau fendus, qui libère les atomes d'oxygène qui étaient une partie des molécules d'eau d'origine --- que l'oxygène est un déchet de la photosynthèse.
Réactions Light-indépendants - "Réactions sombres"
Au sein du stroma de la cellule, dans un procédé catalysé par les enzymes, la cellule utilise l'ATP produite lors des réactions dépendantes de la lumière de l'énergie telle qu'elle lie l'hydrogène de l'eau absorbée à des molécules de dioxyde de carbone et produit des molécules d'hydrate de carbone. La production de molécules d'hydrate de carbone dans une réaction de lumière indépendante est appelé le «cycle de Calvin."
Réactions sombres pendant l'exposition au soleil
Par temps très chaud, lorsque le risque de l'eau de évaporation d'une plante est élevée, l'usine ferme les parties de la feuille qu'il utilise pour absorber le dioxyde de carbone, les stomates. Les plantes qui transforment le dioxyde de carbone en utilisant le cycle de Calvin, immédiatement après l'absorption du dioxyde de carbone sont appelés des «plantes C3». Ces plantes sont relativement inefficaces à l'aide de dioxyde de carbone, de sorte que si elles atteignent de faibles niveaux de dioxyde de carbone --- même si elles ne sont pas encore utilisé tout le dioxyde de carbone qu'ils ont absorbés --- ils deviennent dormance (comme l'herbe, qui devient brun au cours d'une période de sécheresse chaude). Certaines plantes ont des enzymes qui décomposent le dioxyde de carbone en oxaloacétate avant de l'envoyer par l'intermédiaire du cycle de Calvin, ce qui permet aux plantes de s'engager dans la photosynthèse, même quand ils ont seulement une petite quantité de dioxyde de carbone à gauche. Ces plantes sont appelées «plantes C4." Quelques exemples sont la canne à sucre et de chiendent. Les plantes qui sont habituées à la chaleur extrême et de la lumière seulement ouvrir leurs stomates la nuit. Ils prennent en dioxyde de carbone dans l'obscurité et le stockent dans divers types de composés organiques dans leurs cellules. Pendant la journée, ils prennent à la lumière (mais ils gardent leurs stomates fermés), ce qui leur permet ensuite de produire l'ATP et de la puissance du cycle de Calvin en utilisant leur matériel stocké. Ceux-ci sont appelés «plantes CAM», ou les plantes de métabolisme acide crassulacean. Les exemples incluent l'ananas et de cactus.