कुछ जीव सूर्य के प्रकाश से ऊर्जा को कैप्चर करने और कार्बनिक यौगिकों का उत्पादन करने में इसका उपयोग करने में सक्षम हैं। इस प्रक्रिया, के रूप में जाना जाता है प्रकाश संश्लेषण, जीवन के लिए आवश्यक है क्योंकि यह दोनों के लिए ऊर्जा प्रदान करता है उत्पादकों और उपभोक्ताओं. प्रकाश संश्लेषक जीव, जिन्हें फोटोटोट्रॉफ़्स के रूप में भी जाना जाता है, वे जीव हैं जो प्रकाश संश्लेषण में सक्षम हैं। इनमें से कुछ जीवों में उच्च शामिल हैं पौधों, कुछ प्रोटिस्ट (शैवाल और Euglena), तथा जीवाणु.
में प्रकाश संश्लेषण, प्रकाश ऊर्जा को रासायनिक ऊर्जा में परिवर्तित किया जाता है, जिसे ग्लूकोज (चीनी) के रूप में संग्रहीत किया जाता है। अकार्बनिक यौगिक (कार्बन डाइऑक्साइड, पानी और सूर्य के प्रकाश) का उपयोग ग्लूकोज, ऑक्सीजन और पानी के उत्पादन के लिए किया जाता है। प्रकाश संश्लेषक जीव कार्बनिक अणुओं को उत्पन्न करने के लिए कार्बन का उपयोग करते हैं (कार्बोहाइड्रेट, लिपिड, तथा प्रोटीन) और जैविक द्रव्यमान का निर्माण। प्रकाश संश्लेषण के द्वि-उत्पाद के रूप में उत्पादित ऑक्सीजन का उपयोग कई जीवों द्वारा किया जाता है, जिसमें शामिल हैं पौधे और पशु
, के लिये कोशिकीय श्वसन. अधिकांश जीव पोषण के लिए प्रकाश संश्लेषण पर सीधे या परोक्ष रूप से निर्भर करते हैं। हेटरोट्रॉफ़िक (hetero-, -trophic) जीव, जैसे कि जानवर, सबसे जीवाणु, तथा कवक, प्रकाश संश्लेषण या उत्पादन के लिए सक्षम नहीं हैं जैविक यौगिक अकार्बनिक स्रोतों से। जैसे, वे प्रकाश संश्लेषक जीवों और अन्य ऑटोट्रॉफ़ का उपभोग करना चाहिए (ऑटो, -trophs) इन पदार्थों को प्राप्त करने के लिए।प्रकाश संश्लेषण में पौधों विशेष में होता है अंगों बुलाया क्लोरोप्लास्ट. क्लोरोप्लास्ट पौधे में पाए जाते हैं पत्ते और वर्णक क्लोरोफिल होते हैं। यह हरा रंगद्रव्य प्रकाश संश्लेषण के लिए आवश्यक प्रकाश ऊर्जा को अवशोषित करता है। क्लोरोप्लास्ट में एक आंतरिक झिल्ली प्रणाली होती है जिसमें थाइलाकोइड्स नामक संरचना होती है जो प्रकाश ऊर्जा के रासायनिक ऊर्जा में रूपांतरण की साइटों के रूप में काम करती है। कार्बन डाइऑक्साइड को कार्बन फिक्सेशन या केल्विन चक्र के रूप में जाना जाता है। कार्बोहाइड्रेट स्टार्च के रूप में संग्रहीत किया जा सकता है, श्वसन के दौरान उपयोग किया जाता है, या सेलूलोज़ के उत्पादन में उपयोग किया जाता है। इस प्रक्रिया में उत्पन्न होने वाली ऑक्सीजन को पौधों में पत्तियों के माध्यम से वायुमंडल में छोड़ा जाता है जिसे कहा जाता है रंध्र.
पौधों की महत्वपूर्ण भूमिका होती है पोषक तत्वों का चक्र, विशेष रूप से कार्बन और ऑक्सीजन। जलीय पौधों और भूमि पौधों (फूलों वाले पौधे, काई और फर्न) वायु से कार्बन डाइऑक्साइड को हटाकर वायुमंडलीय कार्बन को विनियमित करने में मदद करते हैं। ऑक्सीजन के उत्पादन के लिए पौधे भी महत्वपूर्ण हैं, जो एक मूल्यवान के रूप में हवा में जारी किया जाता है प्रकाश संश्लेषण के उत्पाद द्वारा.
शैवाल यूकेरियोटिक जीव हैं जो दोनों की विशेषताएं हैं पौधों तथा जानवरों. जानवरों की तरह, शैवाल अपने वातावरण में कार्बनिक पदार्थों को खिलाने में सक्षम हैं। कुछ शैवाल में जानवरों की कोशिकाओं में पाए जाने वाले ऑर्गेनेल और संरचनाएं भी होती हैं, जैसे कि कशाभिका तथा centrioles. पौधों की तरह, शैवाल में क्लोरोप्लास्ट नामक प्रकाश संश्लेषक जीव होते हैं। क्लोरोप्लास्ट में क्लोरोफिल होता है, एक हरे रंग का वर्णक जो प्रकाश संश्लेषण के लिए प्रकाश ऊर्जा को अवशोषित करता है। शैवाल में अन्य प्रकाश संश्लेषक वर्णक भी होते हैं जैसे कैरोटीनॉइड और फ़ाइकोबिलिन।
शैवाल एककोशिकीय हो सकते हैं या बड़ी बहुकोशिकीय प्रजातियों के रूप में मौजूद हो सकते हैं। वे नमक और मीठे पानी सहित विभिन्न आवासों में रहते हैं जलीय वातावरण, गीली मिट्टी, या नम चट्टानों पर। प्रकाश संश्लेषक शैवाल जिसे फाइटोप्लांकटन के रूप में जाना जाता है, दोनों समुद्री और मीठे पानी के वातावरण में पाए जाते हैं। अधिकांश समुद्री फाइटोप्लांकटन से बने होते हैं डायटम तथा dinoflagellates. अधिकांश मीठे पानी के फाइटोप्लांकटन हरे शैवाल और सायनोबैक्टीरिया से बने होते हैं। प्रकाश संश्लेषण के लिए आवश्यक सूर्य के प्रकाश की बेहतर पहुंच के लिए फाइटोप्लांकटन पानी की सतह के पास तैरता है। प्रकाश संश्लेषक शैवाल वैश्विक के लिए महत्वपूर्ण हैं पोषक तत्वों का चक्र जैसे कि कार्बन और ऑक्सीजन। वे वायुमंडल से कार्बन डाइऑक्साइड निकालते हैं और वैश्विक ऑक्सीजन की आपूर्ति का आधे से अधिक उत्पादन करते हैं।
Euglena जीनस में एककोशिकीय प्रोटिस्ट हैं Euglena. इन जीवों को फ़ाइलम में वर्गीकृत किया गया था Euglenophyta उनकी प्रकाश संश्लेषक क्षमता के कारण शैवाल के साथ। अब वैज्ञानिकों का मानना है कि वे शैवाल नहीं हैं, लेकिन हरी शैवाल के साथ एक एंडोसिम्बायोटिक संबंध के माध्यम से अपनी प्रकाश संश्लेषक क्षमताओं को प्राप्त कर चुके हैं। जैसे की, Euglena फ़ाइलम में रखा गया है Euglenozoa.
सायनोबैक्टीरिया हैं ऑक्सीजनयुक्त प्रकाश संश्लेषकजीवाणु. वे सूर्य की ऊर्जा को काटते हैं, कार्बन डाइऑक्साइड को अवशोषित करते हैं और ऑक्सीजन का उत्सर्जन करते हैं। पौधों और शैवाल की तरह, सायनोबैक्टीरिया होते हैं क्लोरोफिल और कार्बन डाइऑक्साइड को कार्बन फिक्सेशन के माध्यम से चीनी में परिवर्तित करता है। यूकेरियोटिक पौधों और शैवाल के विपरीत, साइनोबैक्टीरिया हैं प्रोकैरियोटिक जीव. उनमें एक झिल्ली बंधी हुई होती है नाभिक, क्लोरोप्लास्ट, और दूसरा अंगों में पाया पौधों तथा शैवाल. इसके बजाय, साइनोबैक्टीरिया में एक डबल बाहरी है कोशिका झिल्ली और तह आंतरिक थायलाकोइड झिल्ली का उपयोग किया जाता है प्रकाश संश्लेषण. सायनोबैक्टीरिया नाइट्रोजन निर्धारण में भी सक्षम है, एक प्रक्रिया जिसके द्वारा वायुमंडलीय नाइट्रोजन को अमोनिया, नाइट्राइट और नाइट्रेट में परिवर्तित किया जाता है। इन पदार्थों को पौधों द्वारा जैविक यौगिकों को संश्लेषण करने के लिए अवशोषित किया जाता है।
सायनोबैक्टीरिया विभिन्न में पाए जाते हैं भूमि बायोम तथा जलीय वातावरण. कुछ माना जाता है extremophiles क्योंकि वे बहुत कठोर वातावरण में रहते हैं जैसे कि हॉटस्प्रे और हाइपरसैलिन बे। ग्लियोकोपैसा सायनोबैक्टीरिया अंतरिक्ष की कठोर परिस्थितियों से भी बच सकते हैं। सायनोबैक्टीरिया भी मौजूद है पादप प्लवक और अन्य जीवों जैसे फफूंद (लाइकेन) के भीतर रह सकते हैं, प्रोटिस्टोंऔर पौधे। सायनोबैक्टीरिया में पिगमेंट फ़ाइकोएर्थ्रिन और फ़ाइकोसायनिन होते हैं, जो उनके नीले-हरे रंग के लिए जिम्मेदार होते हैं। उनकी उपस्थिति के कारण, इन जीवाणुओं को कभी-कभी नीला-हरा शैवाल कहा जाता है, हालांकि वे बिल्कुल भी शैवाल नहीं होते हैं।
एनोक्सीजेनिक प्रकाश संश्लेषक बैक्टीरिया हैं photoautotrophs (सूर्य के प्रकाश का उपयोग करके भोजन को संश्लेषित करें) जो ऑक्सीजन का उत्पादन नहीं करते हैं। साइनोबैक्टीरिया, पौधों और शैवाल के विपरीत, ये जीवाणु पानी का उपयोग इलेक्ट्रॉन दाता के रूप में नहीं करते हैं इलेक्ट्रॉन परिवहन श्रृंखला एटीपी के उत्पादन के दौरान। इसके बजाय, वे इलेक्ट्रॉन दाताओं के रूप में हाइड्रोजन, हाइड्रोजन सल्फाइड, या सल्फर का उपयोग करते हैं। एनोक्सीजेनिक प्रकाश संश्लेषक जीवाणु भी साइनाबोसेरिया से अलग होते हैं कि उनमें प्रकाश को अवशोषित करने के लिए क्लोरोफिल नहीं होता है। वे होते हैं bacteriochlorophyll, जो क्लोरोफिल की तुलना में प्रकाश की छोटी तरंग दैर्ध्य को अवशोषित करने में सक्षम है। जैसे, बैक्टीरियोक्लोरोफिल के साथ बैक्टीरिया गहरे जलीय क्षेत्रों में पाए जाते हैं जहां प्रकाश की छोटी तरंग दैर्ध्य घुसना करने में सक्षम होती हैं।
एनोक्सीजेनिक फोटोसिंथेटिक बैक्टीरिया के उदाहरणों में शामिल हैं बैंगनी बैक्टीरिया तथा हरे रंग का जीवाणु. बैंगनी बैक्टीरिया कोशिकाएं आती हैं आकार की विविधता (गोलाकार, छड़, सर्पिल) और ये कोशिकाएँ मोटिव या नॉन-मोटाइल हो सकती हैं। बैंगनी सल्फर बैक्टीरिया आमतौर पर जलीय वातावरण और सल्फर स्प्रिंग्स में पाए जाते हैं जहां हाइड्रोजन सल्फाइड मौजूद है और ऑक्सीजन अनुपस्थित है। बैंगनी गैर-सल्फर बैक्टीरिया बैंगनी सल्फर बैक्टीरिया की तुलना में सल्फाइड की कम सांद्रता का उपयोग करते हैं और सल्फर को उनकी कोशिकाओं के अंदर उनकी कोशिकाओं के बाहर जमा करते हैं। हरे रंग की जीवाणु कोशिकाएँ आमतौर पर गोलाकार या छड़ के आकार की होती हैं और कोशिकाएँ मुख्य रूप से गैर-प्रेरक होती हैं। हरे सल्फर बैक्टीरिया प्रकाश संश्लेषण के लिए सल्फाइड या सल्फर का उपयोग करते हैं और ऑक्सीजन की उपस्थिति में जीवित नहीं रह सकते हैं। वे अपनी कोशिकाओं के बाहर सल्फर जमा करते हैं। सल्फाइड युक्त जलीय आवासों में हरे रंग के जीवाणु पनपते हैं और कभी-कभी हरे या भूरे रंग के फूल बनते हैं।