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.
굴광성
애기장대 같은 식물에서 굴광성은 포토트로핀(phototropin)이라고 불리는 청색광 수용기에 의해 일어난다. 다른 광수용체들은 피토크롬(phytochrome, 붉은 빛 감지)와 크립토크롬(cryptochrome, 청색 빛 감지)을 가지고 있다. 식물의 기관과 빛의 파장 길이에 따라서 서로 다른 굴광성 반응을 보인다. 주대 말단부에서 청색광에 굴광성을 띠지만, 근단(根端)에서는 청색광에 대한 음성적인 굴광성(negative phototropism reaction) 현상을 띤다. 두 기관은 공통적으로 적색빛에 양성적인 굴광성 반응을 보인다. 크립토크롬은 자외선과 청색광의 광수용기이며 꽃을 피울 시기와 식물의 24시간 주기 리듬을 조절하는데 도움을 준다. 피토크롬은 적색광과 청색광 둘 다 수용한다. 따라서 피토크롬과 크립토그롬의 조합은 식물이 여러 종류의 빛에 반응 할 수 있도록 해준다. 피토크롬과 크립토크롬은 배축(胚軸)의 중력굴성을 방지하고 굴광성에 기여한다.