תוֹכֶן
ניתן לחלק את הפוטוסינתזה, התהליך שבו צמחים משתמשים בכלורופיל כדי להפוך אנרגיית שמש ליחידות אחסון הניתנות להחזרה בקלות, לשלושה סוגים שונים: פוטוסינתזה C3, C4 ו- CAM. ההבדל בין שלושת הסוגים הוא הצורה והמיקום בו הוא מתרחש, ולכל אחד מהם יתרונות וחסרונות.
תהליך פוטוסינתזה
אחד התהליכים החשובים ביותר להמשכיות של כל צורות החיים על הפלנטה שלנו הוא פוטוסינתזה, האופן שבו צמחים וכמה אצות לוקחים אנרגיה מהשמש ומאחסנים אותה בתוך קשרי הסוכרים. פוטוסינתזה היא תהליך פשוט, הדורש רק מים, פחמן דו חמצני ואור שמש. הנוסחה הכימית המתארת את מסלול הפוטוסינתזה היא 6CO2 + 6H2O (+ אנרגיית שמש) C6H12O6 + 6O2. התהליך מייצר חמצן, הדרוש לכל בעלי החיים לנשום.
פוטוסינתזה C3
צמחי C3 הם רבים ביותר על פני כדור הארץ ויש להם את התנאים הטובים ביותר של רעננות ולחות באור רגיל. לפוטוסינתזה של C3 יש שם זה מכיוון שפחמן דו חמצני, אותו נושם הצמח על מנת להמיר אור לאנרגיה גבוהה וסוכרים, משולב בתרכובת של שלוש פחמן. פוטוסינתזה מתרחשת כאשר פחמן דו חמצני מצטבר במים כדי לייצר סוכר וחמצן כתוצר לוואי. סוכר מאוחסן ומשמש כמקור אנרגיה וחומר גלם לביצוע פונקציות כמו גידול וייצור. פוטוסינתזה מתרחשת בכל חלקי העלה בצמחי C3.
פוטוסינתזה C4
צמחים מסוג C4 כוללים תירס, קנה סוכר וסוגים שונים של דשא. צמחים אלה סופחים פחמן דו חמצני דרך הסטומטיות שלהם (נקבוביות על פני העלה שדרכם נכנס הפחמן הדו-חמצני ומים וחמצן יוצאים) בקצב מהיר יותר מצמחי C3, ומאפשרים להיות נמסר באופן מיידי יותר לפוטוסינתזה בתאים הפנימיים. C4 מציין כי פחמן דו חמצני משולב בתרכובת של ארבע פחמן. צמחים מסוג זה הותאמו לתנאים של טמפרטורות גבוהות ואור בהיר, על מנת להפחית את הנזק הנגרם על ידי פוטורפירציה (תהליך המתרחש כאשר רמות הפחמן הדו-חמצני נמוכות ותאים שורפים חמצן, אשר מאט את צמיחת הצמחים).
Photosynth CAM
הסוג השלישי נקרא פוטוסינתזה CAM, מכיוון שפחמן דו חמצני מאוחסן בתחילה כחומצה במהלך הלילה, כאשר הסטומטות פתוחות. צמחי CAM, כמו קקטוסים ואגבות, מבצעים ביצועים טובים יותר בתנאים צחיחים, כאשר החומצה מחולקת כדי לשחרר פחמן דו חמצני במהלך היום לצורך פוטוסינתזה, כאשר סגירת הסטומטה. צמחי CAM פיתחו שיטה המאפשרת להם לשרוד ולצמוח בתנאים בהם סוגים אחרים של צמחים יהפכו לרדומים ואף יאבדו את העלים שלהם.
כלורופיל
כלורופיל הוא פיגמנט חשוב בפוטוסינתזה בשל יכולתו לספוג אור. הוא סופג בעיקר אור כחול ואדום, מעניק לצמחים מראה ירוק לעין האדם ומעביר אנרגיית אור למולקולת כלורופיל מרכזית כדי להקל על פוטוסינתזה.