Chloroplasty i mitochondria współpracują ze sobą w roślinach, aby kontrolować czynniki środowiskowe i tworzyć materiał genetyczny. Działają one niezależnie, aby wytworzyć użyteczną energię dla aktywności biologicznej, przy chloroplastach wykonujących fotosyntezę i mitochondriach wykonujących ostatnie trzy fazy komórkowej oddychanie.
Fotosynteza wychwytuje energię słoneczną na wodę i dwutlenek węgla, aby syntetyzować węglowodany i uwalniać tlen, wykorzystując cząsteczki takie jak ATP do transportu energii chemicznej w pośrednich krokach. Oddychanie komórkowe wykorzystuje energię chemiczną z węglowodanów w obecności tlenu, aby wytworzyć ATP, uwalniając dwutlenek węgla i wodę.
Fotosynteza i oddychanie komórkowe obejmują zwrotne wejścia i produkty, ale nie oddziałują bezpośrednio. Mitochondria i chloroplasty nie wymieniają ATP, węglowodanów i dwutlenku węgla. Interakcje mają więcej wspólnego z systemem magazynowym niż inwentaryzacja na żądanie. Fotosynteza kory jest źródłem dwutlenku węgla pochodzącego z oddychania komórkowego, który ucieka przez łodygi i korę drzewiastych roślin.
Fotosynteza tworzy sygnały na podstawie tego, czy cząsteczka jest zredukowana czy utleniona. Te sygnały redoks działają na sieci receptorów, które wyzwalają lub hamują fotosyntezę. Hamowanie jest konieczne, ponieważ fotosynteza może generować niebezpieczne poziomy tlenu. Sygnały Redox wpływają na układy receptorowe w innych częściach komórki, w tym w mitochondriach. W ten sposób chloroplasty wpływają na procesy wewnątrz mitochondriów.
Chloroplasty i mitochondria wykazują bardziej bezpośredni związek podczas tworzenia pirymidyn, budulców DNA. Konwersje od jednego do trzech występują w chloroplastach, konwersja czterech w mitochondrium i konwersja pięciu w chloroplastach. Rośliny używają tego rozdziału obowiązków, ale inne eukarioty wykonują syntezę pirymidyny bez chloroplastów.
