光合成は、太陽光をブドウ糖や糖の結合に蓄えることで化学エネルギーに変換するプロセスです。 このプロセスは、植物、バクテリア、一部の原生生物、または藻類で発生し、食物として砂糖を生成します。 光合成植物の葉に存在する葉緑素は、太陽光からエネルギーを取り込み、それを炭水化物に変換します。 光合成は、二酸化炭素（CO2）と水を原料として糖を生成し、副産物として酸素を放出します。
生物学的構造
光合成は主に葉と茎で起こります。 典型的な葉には、表皮の上部と下部、維管束、葉肉と気孔、または植物の毛穴が含まれます。 上表皮と下表皮は葉を保護する役割を果たします。 気孔は、CO2と空気が通過するための通路として機能する下表皮の細孔です。 維管束は、水、ミネラル、栄養素を植物の周りに移動させます。 葉肉はチラコイド膜に葉緑体を含んでいます。 ここが光合成が起こる場所です。
化学反応の発生
光合成下での全体的な化学反応は、「6H2O + 6CO2> C6H12O6 + 6O2」と書くことができます。 このプロセスは2段階で行われます。 最初の段階は、高エネルギー分子を形成するために使用される光の反応です。 光反応で集められたエネルギーは、ATPまたはアデノシン三リン酸と呼ばれる化学物質の形で細胞に蓄えられます。 光合成の第2段階はカルビン回路反応と呼ばれます。
カルビン回路反応
反応のこの部分では、ATPに蓄積された化学エネルギーを使用して、酵素反応または酵素反応を通じてCO2から糖を生成します。 最初に、CO2は、リブロース二リン酸（RuBP）と呼ばれる5炭素化合物と反応し、 酵素カルボキシラーゼオキシゲナーゼは、ホスホグリセリン酸（PGA）と呼ばれる安定した3炭素化合物を生成します。 ATPに取り込まれたエネルギーは、PGAをグリセルアルデヒド3-リン酸（G3P）に変換し、それが他の有機化合物に変換されます。
光合成を制限する要因
光合成は、光の強さ、土壌の栄養素、水の利用可能性、温度、大気中の二酸化炭素の濃度などの要因によって高度に決定されます。 水位が下がると、土壌からの水分が減り、気孔が閉じます。 これは二酸化炭素の拡散を制限し、光合成に影響を与えます。