1。キャプチャ:光合成
* 光依存反応: 植物は、細胞内の葉緑体に位置するクロロフィルと呼ばれる色素を使用して日光を捕らえます。この色素は、特に赤と青の波長で、光エネルギーを吸収します。
* エネルギー伝達: 吸収された光エネルギーは、クロロフィル分子の電子をエネルギー化するために使用されます。これらのエネルギー化された電子は、電子輸送チェーンに沿って通過し、次のことに使用されるエネルギーを放出します。
*水分子(H₂O)を水素イオン(H⁺)および酸素(O₂)に分割します。酸素は副産物として放出されます。
*葉緑体内のチラコイド膜にプロトン勾配を作成します。この勾配は、細胞の主要なエネルギー通貨であるATP(アデノシン三リン酸)を生成するために使用されます。
2。ストレージ:ATPおよびNADPH
* エネルギーキャリア: 日光から捕らえられたエネルギーは、2つの形式で保存されます。
* atp: 光依存反応で作成されたプロトン勾配は、ATPの合成を促進します。
* nadph: 別の分子であるNadp⁺は、電子輸送鎖から電子を使用してNADPHに還元されます。 NADPHは、次の段階で使用される還元力(電子)を運びます。
3。変換:Calvin Cycle(光に依存しない反応)
* 炭素固定: カルバンサイクルは、ATPとNADPHから保存されたエネルギーを使用して、大気から二酸化炭素(CO₂)を砂糖(グルコース)に変換します。
* 一連の反応: カルバンサイクルには、次の一連の複雑な酵素反応が含まれます。
*二酸化炭素は、リブロースビスリン酸(RUBP)と呼ばれる5炭素糖分子に固定します。
* ATPとNADPHを使用して、固定炭素をグリセルアルデヒド3リン酸(G3P)と呼ばれる3炭素糖分子に減らします。
* subpを再生してサイクルを続けます。
4。グルコースの形成と貯蔵
* グルコース生成: 2つのG3P分子が結合して、グルコース分子(c₆h₁₂o₆)を形成します。
* ストレージ: グルコースはさまざまな形式で保存できます。
* 澱粉: 植物は、後で使用するために、複雑な炭水化物である澱粉としてグルコースを保存します。
* スクロース: グルコースをフルクトースと組み合わせて、植物内で輸送できる二糖であるショ糖を形成できます。
概要:
本質的に、光合成は太陽エネルギーを活用し、化学結合に貯蔵し、最終的にエネルギーが豊富な分子グルコースに変換する顕著なプロセスです。このプロセスは、地球上の生命の基礎を形成し、ほぼすべての生態系に燃料を提供します。