光合成は、植物が光エネルギーを糖に変換して植物細胞に燃料を供給する生物学的プロセスを表しています。 2つの段階で構成され、1つの段階は光エネルギーを糖に変換し、次に細胞呼吸は糖をATPとして知られるアデノシン三リン酸に変換します。これはすべての細胞の生命の燃料です。 使用できない太陽光の変換は、植物を緑にします。
光合成のメカニズムは複雑ですが、全体的な反応は次のように発生します：二酸化炭素+太陽光+水>ブドウ糖（砂糖）+分子状酸素。 光合成は、明期と暗期の2つの段階で発生するいくつかのステップで行われます。
ステージ1：軽い反応
グラナで起こる光依存プロセスでは、葉緑体内の積み重ねられた膜構造、 光の直接エネルギーは、植物がの暗期で利用するためのエネルギーを運ぶ分子を作るのを助けます 光合成。 この植物は、光エネルギーを使用して、エネルギーを運ぶ分子である補酵素ニコチンアミドアデニンジヌクレオチドリン酸、またはNADPHとATPを生成します。 これらの化合物の化学結合はエネルギーを蓄え、暗期に使用されます。
ステージ2：暗い反応
ストロマ内およびエネルギーを運ぶ分子が存在する暗闇の中で起こる暗相は、カルビン回路またはCとしても知られています。3 サイクル。 ダークフェーズでは、ライトフェーズで生成されたATPとNADPHを使用して、炭水化物のC-C共有結合を作成します。 二酸化炭素と水、化学物質のリブロース二リン酸またはRuBP、炭素を捕捉する5-C化学物質 二酸化炭素。 6分子の二酸化炭素がサイクルに入り、1分子のグルコースまたは糖が生成されます。
光合成のしくみ
光合成を促進する重要な要素は、分子クロロフィルです。 クロロフィルは、光エネルギーを取り込んで変換できる特殊な構造を持つ大きな分子です。 高エネルギー電子。これは、2つの相の反応中に使用され、最終的に糖または グルコース。
光合成細菌では、反応は細胞膜と細胞内で起こりますが、核の外側で起こります。 植物や光合成原生動物では、原生動物は真核生物に属する単細胞生物です。 ドメイン、植物、動物、真菌を含む同じ生命のドメイン-光合成は 葉緑体。 葉緑体は、細胞小器官または膜結合コンパートメントの一種であり、植物のエネルギーを作り出すなどの特定の機能に適合しています。
葉緑体-進化の物語
葉緑体は今日、植物細胞などの他の細胞内に存在しますが、独自のDNAと遺伝子を持っています。 これらの遺伝子の配列の分析は、葉緑体がシアノバクテリアと呼ばれる細菌のグループに関連する独立して生きている光合成生物から進化したことを明らかにしました。
同様のプロセスは、ミトコンドリアの祖先である細胞内の細胞小器官であり、光合成の化学的反対である酸化的呼吸が起こるときに起こりました。 内共生の理論によると、最近後押しされた理論は、ジャーナルネイチャーに発表された新しい研究のために、両方の葉緑体 ミトコンドリアはかつては独立したバクテリアとして生きていましたが、真核生物の祖先に飲み込まれ、最終的には植物の出現につながりました。 動物。