光合成は、植物が二酸化炭素、水、太陽光を使って食物を作るプロセスです。 二酸化炭素は、気孔と呼ばれる葉の小さな孔から植物に入ります。 水は根に吸収された後、植物の静脈を経由して葉に移動します。
光合成過程では、太陽光からのエネルギーを使用して、COからブドウ糖を生成します2 およびH2O。 このブドウ糖は植物に栄養を与えます。 多くの高等生命体は、食べる植物と呼吸する酸素の両方に依存しているため、このプロセスは 生態系の存続.
注意： 光合成は藻類やある種のバクテリアでも起こります。 この投稿の焦点は 植物の光合成.
光合成の場所
光合成は、植物の葉や緑の茎に見られる葉緑体で起こります。 1枚の葉には何万もの細胞があり、それぞれに 40から50の葉緑体.
各葉緑体は、チラコイドと呼ばれる多くの円盤状の区画に分割されており、パンケーキの積み重ねのように垂直に配置されています。 各スタックはグラナム（複数形はグラナ）と呼ばれ、ストロマと呼ばれる液体に浮遊しています。 ザ・ 光依存反応 グラナで発生します。 光に依存しない反応は葉緑体のストロマで起こります。
光合成の2つの段階
プロセス全体は1分もかからない場合がありますが、光合成プロセスは実際にはかなり複雑です。
光合成には2つのステップがあります。 光反応 （写真部分）と 暗い反応 としても知られています カルビン回路 （合成部分）、そして光合成の各段階には複数のステップがあります。
光依存反応
光合成の最初のステップは 光エネルギー 2番目のプロセスで使用されるエネルギーキャリア分子を作成します。 光反応として知られているこれらの反応は、太陽のエネルギーを直接使用します。 何百もの色素分子が チラコイド膜 光を吸収し、エネルギーをクロロフィル分子に伝達するアンテナとして機能します。
これらの光合成色素は、植物がプロセスを開始するために必要な太陽光を吸収することを可能にします。 光は電子を励起し、より高いエネルギー状態を引き起こします。 これにより、太陽からのエネルギーが化学エネルギーに変換され、 植物のための食糧。
クロロフィル分子 植物では、高エネルギー電子をアクセプター分子に伝達する反応中心を構成し、アクセプター分子は一連の膜担体を介して伝達されます。 これらの高エネルギー電子は分子間を通過し、水分子を酸素、水素イオン、および電子に分割します。
この最初のステップでは、一連の反応により、太陽エネルギーが化学エネルギーに変換され、2つの別々のエネルギーに変換されます フォトシステムでは、電子が順次転送されて、アデノシン三リン酸（ATP）とニコチンアデニンジヌクレオチドが生成されます。 リン酸塩（NADP+).
その後、高エネルギー電子の一部はNADPを減少させます+ NADPHに。 生成された酸素は葉緑体から拡散し、葉の細孔を通って大気中に逃げます。 この最初の段階で生成されたATPとNADPHは、グルコースが生成される次のステップで使用されます。
光に依存しない反応
2番目の光合成プロセスはCOからの炭水化物の生合成をもたらします2. この光に依存しない（以前はダークと呼ばれていた）フェーズでは、最初のステップで作成されたNADPHが水素を供給します。 ブドウ糖を形成する 一方、光依存反応で形成されたATPは、それを合成するために必要なエネルギーを提供します。
カルビン回路としても知られているこの段階は、ストロマで起こり、 スクロース、 その後、植物の食物とエネルギーの供給源として使用されます。 Melvin Calvinにちなんで名付けられたこのフェーズでは、最初のフェーズで作成されたATPとNADPHを、葉緑体に含まれる酵素リブロース二リン酸カルボキシラーゼとともに使用します。
ここでリブロースは、植物のエネルギー源として機能する炭水化物に変換される炭素分子を「固定」するための触媒として機能します。