물질대사
광합성은 햇빛과 이산화 탄소(CO)를 이용하여 탄수화물을 합성하는 과정이다. 식물과 남세균, 조류는 광합성을 통해 물을 분해하고 산소를 부산물로 생산한다. 이 과정은 광합성 반응 중심에서 생산된 ATP와 NADPH를 사용하여 CO를 3-포스포글리세르산으로 전환하고, 3-포스포글리세르산은 이후 포도당으로 전환된다. 탄소 고정 반응은 캘빈 회로의 일부로 루비스코(RuBisCO)라는 효소가 참여한다. 식물에서는 C 탄소 고정, C 탄소 고정, 그리고 CAM 광합성 이렇게 세 종류의 광합성이 일어나며, 이들은 CO가 캘빈 회로에 들어가는 방법에 따라 구분된다. C 식물은 CO를 직접적으로 고정하고, C 식물과 CAM 식물은 CO를 먼저 다른 화합물의 일부로 포함시킨다. 이는 강렬한 햇빛과 건조한 환경에 적응하기 위한 방편이다.
엽록소
엽록소(葉綠素) 또는 클로로필(), 잎파랑이는 식물에 함유된 녹색 색소이며, 광합성의 핵심 분자로 빛에너지를 흡수하는 안테나 역할을 하는 색소이다. 엽록소에는 엽록소a, 엽록소b, 엽록소c, 엽록소d, 엽록소e와 박테리오클로로필 a와 b등으로 여러가지 종류가 있다. 클로린링 가운데에 마그네슘 이온이 들어있는 형태이며, 약 200여개의 엽록소가 모여 하나의 반응 중심 엽록소로 에너지를 전달한다.