La clorofila y el magnesio están relacionados porque la molécula de clorofila contiene un ion de magnesio. Las plantas verdes dependen de la clorofila para la fotosíntesis, y se requiere magnesio para la producción de clorofila. Por lo tanto, este elemento es un nutriente esencial para las plantas verdes. En el proceso de la fotosíntesis, las plantas verdes usan la energía de la luz solar para sintetizar la glucosa del agua y el dióxido de carbono. El oxígeno se produce como un subproducto de esta reacción, por lo que este proceso es en gran parte responsable de mantener los niveles de oxígeno en el planeta.
La estructura de la clorofila le permite desempeñar un papel crucial en la fotosíntesis. Las moléculas de clorofila son porfirinas, un grupo de compuestos que tienen en común una disposición de cuatro átomos de nitrógeno con un espacio en el centro que les permite incorporar un ion metálico que puede unirse a los átomos de nitrógeno. Esta formación existe en moléculas de iones de clorofila y magnesio que se encuentran en el centro. Las porfirinas son a menudo fuertemente coloreadas debido a su tendencia a absorber la luz de frecuencias particulares. La clorofila absorbe la luz roja y azul de manera muy eficiente, dejando que la luz verde se refleje; Esto explica el color de las plantas verdes.
Hay varios pasos involucrados en la fotosíntesis, pero básicamente implica la transferencia de electrones del agua (H2O) al dióxido de carbono (CO2), liberando oxígeno (O2) del dióxido de carbono, lo que permite que el agua se combine con el carbono para producir glucosa (C6H12O6): el carbohidrato más simple. El proceso es muy complejo, pero sigue la ecuación: 6H2O + 6CO2 6O2 + C6H12O6. La glucosa es la principal fuente de energía para las células vegetales y también para los animales, que la obtienen directa o indirectamente de las plantas. En un paso crucial, la luz absorbida por la clorofila excita los electrones en las moléculas, lo que les permite ser transferidos a otras moléculas. La clorofila y el magnesio están conectados en este paso porque el magnesio ayuda a la molécula a absorber la luz y mantiene los electrones en un estado excitado para que puedan transferirse.
Además de su papel en la clorofila, el magnesio también participa en la captura del dióxido de carbono que proporciona el carbono para la fabricación de glucosa. Ayuda a activar la enzima ribulosa-1,5-bifosfato carboxilasa oxigenasa (RuBisCO), que cataliza la incorporación de dióxido de carbono en las moléculas que participan en la fotosíntesis. Este proceso se conoce como fijación de dióxido de carbono.
La producción de clorofila y magnesio disponible en el suelo está fuertemente relacionada. La deficiencia de magnesio se manifiesta en las plantas al amarillear las hojas entre las venas. Esto se conoce como clorosis, y tiende a verse primero en las hojas más viejas, ya que la planta descompone la clorofila en las partes más viejas de la planta para mantener los niveles en áreas de crecimiento activo. Cuando los suelos son deficientes en este elemento, pueden tratarse con una fuente de magnesio, como piedra caliza dolomítica molida o sulfato de magnesio, también conocido como sales de Epsom.