光合成は、植物や一部のバクテリアが太陽エネルギーを使用して糖を生成するプロセスです。このプロセスは、光エネルギーを化学エネルギーに変換し、糖に蓄えます。このプロセスは 2 つの理由で重要です。まず、光合成は、他のすべての生物が生き残るために使用するエネルギーを提供します。第二に、光合成は大気から二酸化炭素を除去し、生命を維持する酸素に置き換えます。このプロセスには 3 つの基本的な反応物が含まれ、3 つの主要な製品が生成されます。
TL;DR (長すぎる; 読んでいない)
光合成の反応物質は光エネルギー、水、二酸化炭素、クロロフィルであり、生成物はグルコース (糖)、酸素、水です。
光合成反応物
光合成プロセスには、いくつかの単純な反応物が必要です。水は最初に必要な反応物です。植物はその根系を通して水を獲得します。次に必要な反応物は二酸化炭素です。植物は葉からこのガスを吸収します。最後に必要な反応物は光エネルギーです。植物は、クロロフィルと呼ばれる緑色の色素を介してこのエネルギーを吸収します。このクロロフィルは、植物の葉緑体にあります。
光合成の産物
光合成プロセスでは、いくつかの製品が生成されます。最初の製品であり、プロセスの主な理由は単糖です。グルコースと呼ばれるこの糖は、太陽エネルギーから化学エネルギーへの変換の最終結果です。これは、植物が使用したり、他の生物が消費したりできる貯蔵エネルギーを表します。酸素も光合成の産物です。この酸素は、植物の葉を通して大気中に放出されます。水も光合成の産物です。この水は、二酸化炭素分子中の酸素原子から生成されます。大気中に放出される酸素分子は、二酸化炭素分子からではなく、元の水分子からのみ発生します。
光依存プロセス
光合成は 2 段階のプロセスです。最初の段階は、日光を必要とするため、光依存プロセスまたは光反応と呼ばれます。この段階で、光エネルギーはアデノシン三リン酸 (ATP) と NADPH に変換されます。 ATP は、蓄積された化学エネルギーを表します。光反応のこれらの生成物は、光合成プロセスの第 2 段階で植物によって使用されます。
光に依存しないプロセス
光合成プロセスの第 2 段階は、光に依存しないプロセス、つまり暗反応です。この段階では、ATP と NADPH を使用して化学結合を切断し、新しい結合を形成します。二酸化炭素分子の結合が壊れます。これにより、炭素原子が水分子の一部に結合してグルコースを形成することができます。二酸化炭素の酸素原子は遊離水素原子に結合しています。この結合により水が生成されます。元の水分子から遊離酸素原子が大気中に放出されます。
全体的なプロセス
全体として見ると、光合成プロセスは、12 個の水分子、6 個の二酸化炭素分子、および光エネルギーを利用して、1 個のグルコース分子、6 個の水分子、および 6 個の酸素分子を生成します。これは、次の化学式で表すことができます:
12H_2O+6CO_2+\text{光エネルギー}=C_6H_{12}O_6+6H_2O+6O_2結果として生じる酸素は、二酸化炭素ではなく、元の水分子から生成されることを覚えておくことが重要です.この区別は、無酸素光合成を考えるときに重要になります。
