Les végétaux sont des organismes autotrophes : ils synthétisent leur propre matière organique à partir de matière minérale.

L’eau et les ions sont absorbés au niveau racinaire grâce à des transports actifs secondaires. Des pompes à protons acidifient le milieu et permettent un transport actif secondaire d’ions, notamment les ions nitrates. L’entrée d’ions abaisse le potentiel hydrique des cellules (poils absorbants ou cellules fongiques des mycorhizes), ce qui permet une entrée passive d’eau via des aquaporines.

L’eau circule jusqu’aux vaisseaux du xylème selon des potentiels hydriques décroissants, aidées par une charge d’ions active. Cette charge d’ions est à l’origine d’une poussée radiculaire qui permet la montée de la sève brute lorsque la transpiration foliaire est réduite.

L’ouverture de stomates permet un abaissement du potentiel hydrique à l’origine de la circulation de la sève brute. La sève brute est utilisée notamment par les cellules chlorophylliennes, l’eau donnant les électrons au photosystème II lors de la photooxydation de l’eau. Les ions nitrates sont réduits en glutamate par le système GS-GOGAT présent dans le stroma des chloroplastes.

L’ouverture des stomates permet également l’entrée de $\mathrm{CO_2}$ dans le parenchyme foliaire. La photosynthèse permet la réduction de ce $\mathrm{CO_2}$ en trioses. Elle comporte deux étapes :

  • La phase photochimique permet la réduction de $\mathrm{NADP^+}$ en $\mathrm{{NADPH,H^+}}$ et la régénération d’ATP au niveau de la chaîne
    photosynthétique    .
  • La phase non photochimique, via la Rubisco, permet l’assimilation du $\mathrm{CO_2}$ et sa réduction en triose phosphate, par oxydation du $\mathrm{NADPH, H^+}$ et de l’ATP produits durant la phase photochimique.

Les oses produits dans les chloroplastes sont convertis en saccharose qui diffuse dans la sève élaborée par un transport passif ou des transports actifs secondaires (via des pompes à protons et des symports $\mathrm{H^+}$ - saccharose) selon les espèces. Cette sève circule des organes sources aux organes puits selon les gradients chimiques des nutriments et en récupérant de l’eau selon les différences de potentiel hydrique avec la sève brute.