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植物は通常、食物連鎖の基盤であるという功績があります。あまり知られていませんが、同様に重要なのは藻類です。これは、二酸化炭素を酸素に変えるという重要なタスクも実行します。植物のような原生生物、葉緑体を含む単細胞生物は、食物連鎖と二酸化炭素の酸素への変換に独自の貢献をします。これらの生物には何が共通していますか？それらはすべて光合成を実行します。
光合成プロセス
光合成プロセスでは、太陽エネルギーを使用して二酸化炭素と水を結合させ、グルコース、糖を形成します。二酸化炭素は、葉の底の小さな孔から、または藻類や原生生物の場合は細胞膜を介した拡散によって植物に入ります。水は、通常は根だけでなく、水も細胞膜を通過させる浸透によってさまざまな手段で入ります。緑色の化学物質であるクロロフィルに吸収された太陽エネルギーは、二酸化炭素分子と水分子を結合させて、糖の一種であるグルコースを形成し、酸素を廃棄物として放出する化学反応を促進します。ブドウ糖は植物の果実、根、茎に保存され、呼吸の逆過程を通じて放出されます。酸素の使用により、ブドウ糖は二酸化炭素と水に分解され、保存されたエネルギーが放出されます。
光合成の方程式
光合成方程式は次のように記述されます：6H2O + 6CO2 →C6H12O6 + 6O2 そして、6つの水分子と6つの二酸化炭素分子が1つのグルコース分子と6つの酸素分子を生成する反応として言葉で説明されています。 1つの酸素分子には酸素原子のペアが含まれていることに注意してください。
光合成の定義
光合成という言葉は、文字通り「写真」、ギリシャ語の「光」、および「合成」に分解されます。ギリシャ語の「合成」または「まとめる」という意味です。したがって、光合成とは実際には光を使用して組み立てることを意味します。植物、藻類、および植物に似た原生生物は、日光を使用して二酸化炭素と水を集めて砂糖を作ります。
光合成の重要性
光合成の化学的説明は、このプロセスの重要性を伝え始めていません。火山から噴出した二酸化炭素やその他のガスで構成される地球の初期の大気は、青緑色の藻を光合成することで徐々に現代の酸素に富んだ大気に変化しました。二酸化炭素と水から砂糖への変換は、植物だけでなく、ほとんどすべての動物の生命にも食料を提供します。植物は陸上でほとんどの食物を提供しますが、藻類や植物のような原生生物はほとんどの水生食物連鎖に食物を提供します。時間が経つにつれて、昆虫、鳥またはコウモリによる植物の受粉のように、植物と動物の間の多くの相互依存関係が発達しました。しかし、最終的には、多くの植物は動物なしで生き残りますが、ほとんどの動物は植物や他の光合成生物なしでは生きられません。
光合成と化学合成
化学合成に関する簡単なメモなしでは、光合成を説明するのは困難です。化学合成では、化学反応を使用してエネルギーを放出し、糖を形成します。光合成反応には1つの方程式しかありませんが、化学合成反応は生物によって異なります。深海の熱水噴出孔でバクテリアによって行われる化学合成反応の1つは、硫化水素、酸素、二酸化炭素を組み合わせてホルムアルデヒド（H-CHO、CH2O）硫黄と水を放出します。他の化学合成細菌は、メタンを酸化するか、硫化物を還元してエネルギーを放出します。化学合成細菌は、日光が透過しない深海のコミュニティで食物連鎖の基盤を形成します。化学合成細菌も陸上の温泉で発生します。