Thực vật học
Hóa sinh thực vật

Hóa sinh thực vật là ngành nghiên cứu các quá trình hóa học do thực vật sử dụng. Một vài trong số những quá trình này được dùng trong chuyển hóa sơ cấp như chu trình Calvin ở các nhóm thực vật C3, C4 và CAM. Những quá trình khác tạo ra những chất liệu chuyên dụng như cellulose và lignin dùng để cấu trúc cơ thể chúng và các sản phẩm thứ cấp như nhựa cây và chất thơm.
Thực vật tạo nên nhiều sắc tố quang hợp, một vài sắc tố có thể thấy thông qua phương pháp sắc ký giấy
Xanthophyll
Diệp lục a
Diệp lục b
Thực vật và nhiều nhóm sinh vật nhân thực quang hợp khác có các bào quan độc nhất gọi là lục lạp. Lục lạp được xem là có nguồn gốc từ vi khuẩn lam, thứ tạo nên mối quan hệ nội cộng sinh với tổ tiên của thực vật và tảo cổ. Lục lạp và vi khuẩn lam chứa sắc tố diệp lục a màu xanh dương. Diệp lục a (cũng như sắc tố họ hàng diệp lục b trong thực vật và tảo màu xanh lá) hấp thụ ánh sáng ở các dải màu xanh dương-tím và cam/đỏ của quang phổ, đồng thời phản xạ và truyền đi ánh sáng xanh lá mà chúng ta thấy là màu đặc trưng của các sinh vật này. Năng lượng trong ánh sáng đỏ và xanh dương mà những sắc tố này hấp thụ (do lục lạp sử dụng) nhằm tạo nên các chất carbon giàu năng lượng từ carbon dioxide và nước bằng quang hợp tạo oxy, quá trình sản sinh oxy phân tử (O2) làm sản phẩm phụ.
Chu trình Calvin kết hợp carbon dioxide vào các phân tử chất nhận RiBP tạo nên các tiền chất tổng hợp glucose.
Ở pha sáng, năng lượng ánh sáng mà các sắc tố hấp thụ, đặc biệt là diệp lục a được truyền đi ở dạng các electron (và sau đó là gradient proton), qua hàng loạt các chất nhận điện tử đến cuối cùng dùng để tạo nên các phân tử ATP và NADPH – chúng tạm thời lưu trữ và vận chuyển năng lượng. Năng lượng của chúng được sử dụng trong pha tối của quang hợp, chủ yếu là trong chu trình Calvin bởi enzyme RuBisCo nhằm tạo ra các phân tử đường 3-carbon glyceraldehyde 3-phosphat (G3P). Glyceraldehyde 3-phosphat là sản phẩm đầu tiên của quang hợp và nguyên liệu thô để tổng hợp glucose và hầu hết những phân tử hữu cơ có nguồn gốc sinh học khác. Một vài glucose chuyển hóa thành tinh bột và được lưu trữ trong lục lạp. Tinh bột là nguồn dự trữ năng lượng đặc trưng của hầu hết thực vật trên cạn và tảo, trong khi inulin (một polyme của fructose) được dùng với mục đích tương tự trong họ Cúc (Asteraceae). Một số glucose bị chuyển thành saccharose (đường ăn thông thường) và vận chuyển đi các phần còn lại của cây.
Không giống động vật (thiếu lục lạp), thực vật và các họ hàng sinh vật nhân thực của chúng đã giao nhiều vai trò sinh học cho lục lạp, bao gồm tổng hợp tất cả acid béo, và đa số amino acid. Những acid béo mà lục lạp tạo ra được sử dụng cho nhiều mục đích, chẳng hạn như cung cấp nguyên liệu để xây dựng màng tế bào và tạo ra polyme cutin được tìm thấy trong lớp cutin thực vật giúp bảo vệ thực vật trên cạn khỏi mất nước.
Thực vật tổng hợp nên một số polymer độc đáo như các phân tử cellulose, pectin và xyloglucan mà từ đấy cấu thành nên vách tế bào thực vật.
Thực vật có mạch trên cạn tạo ra lignin, một loại polyme dùng để tăng cường vách tế bào thứ cấp của các quản bào và mạch gỗ, giữ chúng không bị đổ dưới áp lực của nước khi cây hút nước qua chúng. Lignin còn được sử dụng trong các loại tế bào khác như mô cứng, sợi gỗ, hỗ trợ cấu trúc cho cây và là thành phần chính của gỗ. Sporopollenin là một polyme kháng hóa mà giới khoa học tìm thấy trong vách tế bào ngoài của bào tử và phấn hoa, chịu trách nhiệm cho sự sinh tồn của bào tử thực vật trên cạn sơ khai và phấn hoa của thực vật có hạt trong mẫu hóa thạch. Nó được nhiều nhà nghiên cứu xem là dấu mốc khởi đầu của tiến hóa thực vật trên cạn trong kỷ Ordovic. Nồng độ carbon dioxide trong khí quyển ngày nay thấp hơn nhiều so với khi thực vật mọc lấn lên đất liền trong các kỷ Ordovic và Silur. Kể từ đấy, nhiều cây một lá mầm như ngô, dứa và một số cây hai lá mầm như họ Cúc đã tiến hóa thêm các con đường quang hợp độc lập như thực vật CAM và thực vật C4, nhằm tránh thất thoát sản phẩm quang hợp bởi hô hấp sáng trong con đường cố định carbon C3 phổ biến hơn.