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人間と他のほとんどの動物は生き残るために特定のものが必要です。酸素はそれらの1つであり、炭水化物グルコースは別のものです。幸いなことに、植物(および特定の細菌や藻類)は、光合成として知られる複雑なプロセスの結果として、これらの両方を生成します。
式
光合成のプロセスに関連する式は
6H2O + 6CO2 = C6H12O6 + 6O2.
この式は、水6分子と二酸化炭素6分子がグルコース1分子と酸素6分子を生成することを示しています。このプロセス全体は、完了する前に2つの異なる段階を経ます。最初の段階は光に依存するプロセスであり、2番目の段階は光に依存しないプロセスです。
光依存
光依存プロセスでは、葉緑体(光合成の実行に使用される特別なオルガネラ)の電子は、光が照射されると、より高いエネルギー状態に励起されます。これらの励起された電子は、アデノシン三リン酸(ATP)およびニコチンアミドアデニンジヌクレオチドリン酸(NADPH)を生成する一連の反応を引き起こします。その後、ATPとNADPHを使用して、光に依存しないプロセスで炭素結合を形成します。光依存プロセスに存在する水分子は分割されます。それらの酸素分子は大気中に放出されます。
光に依存しない
大気中に酸素分子を放出した光依存プロセスにおける水分子の分裂を思い出してください。水はHだから20、まだ水素原子が残っています。この水素原子は、植物が大気から二酸化炭素を取り出すときに、光に依存しないプロセスで使用されます。二酸化炭素と水素は、炭素固定と呼ばれるプロセスを介して結合し、非特異的な炭水化物を形成します。
光リン酸化
光リン酸化は、光エネルギーがNADPHを生成するプロセスです。葉緑素として知られる植物の細胞に見られる特別な色素は、このプロセスを可能にします。クロロフィルの2つの主要なタイプは、クロロフィルAとクロロフィルBです。簡単に言えば、クロロフィルBに存在する水分子の電子は、光の存在によって励起されます。クロロフィルBは、これらの励起された電子の1つを取り、H2O分子からHへ+ とO-2。 O-2 Oに変換されます2 そして大気中に放出されました。励起された電子は一次電子受容体に付着し、一連の複雑な反応を通じてNADPHを形成します。 NADPHは、炭素固定に使用されるエネルギーキャリアです。
カルバンサイクル
植物は、カルビンサイクルとして知られるプロセスでグルコースを生成します。光に依存しないプロセスで捕捉された二酸化炭素は、このサイクルで処理されます。二酸化炭素の6分子が捕捉され、サイクルに投入されるごとに、グルコースの1分子が生成されます。カルバンサイクルで使用する二酸化炭素を捕捉する化学物質は、リブロース二リン酸です。