Le carbone, l’hydrogène et l’oxygène sont les principaux éléments qui forment la matière organique constitutive des êtres vivants, et en particulier des plantes. Des combinaisons de ces trois éléments forment des molécules très diverses, qui jouent des rôles innombrables dans la structure des plantes (par exemple la cellulose) et dans leur métabolisme (par exemple les sucres). Sans ces trois éléments, la vie telle que nous la connaissons sur terre n’existerait pas.

L’hydrogène et l’oxygène forment l’eau (H₂O) qui est vitale pour les plantes comme pour tous les êtres vivants. Le carbone et l’oxygène sont associés dans le dioxyde de carbone (CO₂), qui est la source de carbone pour les plantes grâce à la photosynthèse. Faute de dioxyde de carbone ou d’eau, les plantes ne pourraient pas croitre. D’autre par le CO₂ est produit par la respiration cellulaire des animaux, et aussi celle des plantes pendant la nuit, ou dans leurs organes qui restent à l’obscurité comme les racines dans le sol. L’oxygène forme le dioxygène, qui est nécessaire pour la respiration cellulaire, et est produit par la photosynthèse. Sa carence (appelée anoxie) peut conduire à la mort des cellules de plantes, par exemple quand les racines sont noyées dans un excès d’eau qui les prive de dioxygène. En écrivant les réactions biochimiques de la photosynthèse et de la respiration, on voit bien le rôle central que jouent les atomes de carbone (C), d’hydrogène (H) et d’oxygène (O) dans les mécanismes fondamentaux de la vie:

Photosynthèse:  6 C_O2 + 6 _H2O + énergie lumineuse   ->   6 _O2 + _C6_H12_O6 (sucre)

Respiration cellulaire: C_6H1₂O6  (sucre)  + 6 O2  -> 6 _CO2 + 6 H2O + énergie