すべての生物は生きるためにエネルギーを必要とします。このエネルギーは食物から得られます。しかし、植物が食物を食べているのを見たことがありますか？では、植物はどのようにしてエネルギーを得るのでしょうか？植物は、食物を作る光合成というプロセスを通じてエネルギーを得ます。この興味深いトピックについてさらに学ぶために、読み進めてください。
このレッスンでは、以下の内容について学びます。
光合成は、光栄養生物が光エネルギーを化学エネルギーに変換し、細胞活動の燃料として利用するプロセスです。光合成は、クロロフィル a、クロロフィル b、カロチン、キサントフィルなどの色素を介して葉緑体に取り込まれます。
すべての緑植物と他のいくつかの独立栄養生物は、二酸化炭素、水、太陽光を利用して栄養素を合成する光合成に依存しています。酸素は光合成の副産物です。
緑色植物と同じように、他の生物も光合成を行います。これには、紫色細菌、シアノバクテリア、緑色硫黄細菌などの原核生物が含まれます。
光合成反応は次のように表すことができます。
光合成は地球上のすべての生命の存在に不可欠です。光合成は食物連鎖において重要な役割を果たします。光合成により植物は食物を作り出すことができるため、植物は一次生産者となります。
光合成によって酸素も大気中に放出されます。ほとんどの生物は生きていくために酸素を必要とします。
光合成は植物や藍藻類の葉緑体で行われます。緑の茎、緑の葉、萼片など、植物の緑の部分すべてに葉緑体が含まれています。
葉緑体は植物細胞にのみ存在し、葉の葉肉細胞内に位置しています。
光合成では、二酸化炭素と水が反応して酸素とグルコースという 2 つの生成物が生成されます。これは吸熱反応です。
植物とは異なり、すべての細菌が光合成の副産物として酸素を生成するわけではありません。光合成の副産物として酸素を生成しない細菌は、無酸素性光合成細菌と呼ばれます。光合成の副産物として酸素を生成する細菌は、酸素発生性光合成細菌と呼ばれます。
葉には 4 種類の色素が含まれています。
細胞レベルでは、光合成プロセスは葉緑体と呼ばれる細胞小器官で行われます。これらの細胞小器官にはクロロフィルと呼ばれる緑色の色素が含まれており、これが葉の特徴的な緑色の原因となっています。
構造的には、葉は葉柄、表皮、葉身から構成されます。葉身は光合成中に太陽光と二酸化炭素を吸収するために使用されます。
光合成のプロセスは 2 つの段階で起こります。
光合成の光反応における化学式は次のように簡略化できます。
2H 2 O + 2NADP + 3ADP + 3Pi = O 2 + 2NADPH + 3ATP
暗反応の化学式は
3CO 2 + 6NADPH + 5H 2 O + 9ATP = G3P + 2H + 6NADP + 9ADP +8Pi
（G3Pはグリセルアルデヒド-3-リン酸）
