Важнейшим признаком представителей царства растений является способность к фотосинтезу. Это процесс, посредством которого растения преобразуют световую энергию в химическую, что позволяет им синтезировать органические вещества из неорганических соединений. Фотосинтез происходит в специализированных органеллах — хлоропластах, содержащих пигмент хлорофилл, который улавливает световую энергию.
Фотосинтез можно разделить на два основных этапа: световые реакции и темновые реакции (Кальвинов цикл). В световых реакциях, которые проходят в тилакоидных мембранах хлоропластов, солнечная энергия используется для расщепления воды (H₂O) на кислород (O₂), протоны (H⁺) и электроны. Электроны и протоны затем используются для образования энергетических молекул АТФ (аденозинтрифосфат) и НАДФН (никотинамид-аденин-динуклеотид-фосфат).
Темновые реакции происходят в строме хлоропластов и не требуют непосредственного участия света. В этом этапе углекислый газ (CO₂), поступающий из атмосферы, связывается с АТФ и НАДФН, образуя глюкозу (C₆H₁₂O₆) и другие углеводы, которые служат основным источником энергии и строительным материалом для растения.
Способность к фотосинтезу обеспечивает растениям автотрофный тип питания, что означает, что они могут самостоятельно синтезировать необходимые им органические вещества. Это фундаментально отличает их от гетеротрофов, таких как животные и грибы, которые зависят от внешних источников органических веществ.
Фотосинтез играет ключевую роль в биосфере Земли, так как он является основным источником кислорода в атмосфере и начальной точкой большинства пищевых цепей. Растения, благодаря своей способности к фотосинтезу, являются первичными продуцентами, на которых опираются все остальные уровни трофической пирамиды.
Кроме фотосинтеза, растения характеризуются рядом других признаков, таких как наличие клеточной стенки из целлюлозы, способности к росту и развитию в течение всей жизни, а также размножение как половым, так и бесполым путем. Все эти особенности делают растения уникальными и важными компонентами экосистем Земли.