1。光依存反応:
* キャプチャライト: 植物には、主に赤と青の波長で日光を吸収するクロロフィルと呼ばれる緑色の色素が含まれています。
* 水の分割: 吸収された光エネルギーは、水分子(H₂O)を水素イオン(H+)、電子(E-)、および酸素ガス(O₂)に分割するために使用されます。酸素は大気に放出されます。
* 電子輸送: エネルギー化された電子は分子の鎖に沿って通過し、途中でエネルギーを放出します。
* ATP生産: このエネルギーは、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)を作成するために使用されます。
* nadph層: 電子は、高エネルギー電子担体であるNADPH(ニコチンアミドアデニンジヌクレオチドリン酸)を作成するためにも使用されます。
2。光に依存しない反応(カルバンサイクル):
* 二酸化炭素固定: 植物は大気から二酸化炭素(CO₂)を取り入れ、ATPとNADPHに保存されたエネルギーを使用して、グルコースと呼ばれる単純な砂糖に変換します。
* 砂糖生産: このプロセスには、一連の複雑な化学反応が含まれ、最終的にはグルコース(C₆H₁₂O₆)を作成し、サイクルを継続するために必要な分子を再生します。
光合成の全体的な方程式:
6CO₂(二酸化炭素) +6H₂O(水) +光エネルギー→C₆H₁₂O₆(グルコース) +6o₂(酸素)
それが起こる場所:
* 葉緑体: 光合成は、クロロフィルやその他の必要な成分を含む葉緑体と呼ばれる特殊なオルガネラ内で行われます。
* チラコイド: 葉緑体内では、光依存反応がチラコイドと呼ばれる構造で発生します。
* 間質: カルバンサイクル(光に依存しない反応)は、チラコイドを囲む流体で満たされた領域である間質で発生します。
重要性:
光合成は、地球上の生命に不可欠です。
* 食物出典: 直接(植物)または間接的に(植物を消費する動物)、すべての生命体の主要な食物源を提供します。
* 酸素生産: 光合成は、ほとんどの生物の呼吸に重要な副産物として酸素を放出します。
* 気候規制: 植物は温室効果ガスである二酸化炭素を吸収し、地球の気候を調節するのに役立ちます。
光合成に影響する要因:
* 光強度: 光強度が高いほど、特定のポイントまでの光合成の増加につながります。
* 二酸化炭素濃度: CO₂の可用性の向上により、光合成が向上します。
* 温度: 光合成には最適な温度範囲があり、極端な温度で速度が低下します。
* 水の利用可能性: 水はプロセスに不可欠であり、水の不足は光合成を大幅に減らすことができます。