Alle levende wezens hebben energie en voedingsstoffen nodig om te overleven. Dieren kunnen worden verdeeld in autotrofen en heterotrofen op basis van hoe ze deze energie en voedingsstoffen verkrijgen. Autotrophs maken hun eigen voedsel van anorganische voedingsstoffen en halen energie uit niet-levende bronnen. Heterotrofen moeten andere levende wezens consumeren om de energie en voedingsstoffen te krijgen die ze nodig hebben om te leven. Planten, als autotrofen, moeten hun eigen voedsel maken en dit doen vanuit zonlicht, kooldioxide en water door een proces dat fotosynthese wordt genoemd.

Fotosynthese

Fotosynthese bestaat uit twee verschillende reeksen van reacties, het licht reacties en donkere reacties. In de lichtreacties door een proces dat bekend staat als fotofosforylering, activeert zonlicht een elektron in chlorofyl dat vervolgens langs een membraan wordt getransporteerd om een ​​protongradiënt te creëren. Deze proton-gradiënt wordt vervolgens gebruikt om energie te genereren die nodig is in de donkere reacties. In de donkere reacties drijft de energie die wordt gebruikt in de lichtreacties een reeks reacties aan die koolstofdioxide gebruiken om suiker te maken.

Chloroplasten

De fotosynthetische reacties van planten komen voor in gespecialiseerde structuren in de cel genoemd chloroplasts. Chloroplasten bevatten stapels membranen die thylakoidmembranen worden genoemd, waar het fotosyntheseproces plaatsvindt. De membranen vormen gesloten ruimtes die een proton-gradiënt mogelijk maken en vervolgens gebruiken om hoge energie-bindingen te genereren in ATP, een energiemolecuul dat wordt gebruikt door cellen.

Cellulaire ademhaling

Organismen van bacteriën tot walvissen moet hun voedsel omzetten in energie en organische verbindingen voor andere levensprocessen. Veel organismen, waaronder planten en dieren, gebruiken zuurstof om aërobe ademhaling uit te voeren. In het geval van planten wordt deze voedselenergie echter in de cellen gemaakt in plaats van verkregen uit andere wezens.

Mitochondria

Zowel planten als dieren hebben mitochondria in hun cellen om de conversie van voedsel voor energie. Mitochondriën zijn gespecialiseerde cellulaire organellen met binnenin gevouwen membranen. Deze membranen faciliteren de elektronentransportketen, waarbij elektronen met hoge energie worden gebruikt om een ​​protongradiënt te creëren die de ATP-productie aanstuurt. Het elektronentransport in de mitochondria en fotofosforisatie in chloroplasten lijken qua concept erg op elkaar, hoewel de details sterk verschillen.

Planten als producenten van

Hoewel fotosynthese belangrijk is voor planten voor hun voedsel, is in veel ecosystemen de planten maken ook het voedsel voor andere organismen. Dieren zoals de zebra eten planten om hun benodigde energie en voedingsstoffen te verkrijgen. Op hun beurt eten roofdieren zoals de leeuw de zebra voor hun benodigde voedsel. Deze fundamentele rol van planten in ecosystemen leidt ertoe dat ze primaire producenten worden genoemd, omdat ze door middel van fotosynthese in staat zijn de energie en voedingsstoffen in hun fysieke omgeving te benutten en bruikbaar te maken voor andere levende wezens.