コンテンツ
植物がどのように「食物」を得るかに関係する科学の分野を考えるとき、おそらく生物学を最初に考慮するでしょう。しかし、実際には、それは生物学の役目を果たす物理学です。なぜなら、それは太陽からの光エネルギーであり、最初にギアに蹴られ、今では地球上のすべての生命を動かし続けています。具体的には、次の場合に動作するエネルギー伝達カスケードです。 光子 光ストライクの部分で、 クロロフィル 分子。
光子の役割 光合成 クロロフィル分子の一部の電子を一時的に「励起」または高エネルギー状態にする方法で、クロロフィルに吸収されます。彼らが通常のエネルギーレベルに向かってドリフトするとき、彼らが放出するエネルギーは光合成の最初の部分に電力を供給します。したがって、クロロフィルがなければ、光合成は起こりえませんでした。
植物細胞と動物細胞
動植物は両方とも真核生物です。そのようなものとして、それらの細胞は、すべての細胞が持っている必要のある最低限（細胞膜、リボソーム、細胞質、DNA）をはるかに超えています。彼らの細胞は膜結合が豊富です オルガネラ、セル内で特殊な機能を実行します。これらの1つは植物専用であり、 葉緑体。光合成が起こるのは、これらの細長いオルガネラ内です。
葉緑体の内部にはチラコイドと呼ばれる構造があり、独自の膜を持っています。チラコイドの中には、葉緑素として知られる分子が座っている場所があり、ある意味で、文字通りの閃光の形で指示を待っています。
植物細胞と動物細胞の類似点と相違点について詳しく読んでください。
光合成の役割
すべての生物は、燃料として炭素源を必要とします。動物は食べて、消化酵素と細胞酵素が物質をグルコース分子に変えるのを待つだけで簡単に手に入ります。しかし、植物は葉を通して炭素を取り入れなければなりません。 炭酸ガス（CO2) 大気中。
光合成の役割は、代謝的に言えば、動物が食物からグルコースを生成しているという同じポイントまで植物を捕らえることです。動物では、細胞に到達する前にさまざまな炭素含有分子を小さくすることを意味しますが、植物では炭素含有分子を作ることを意味します 大きい セル内。
光合成の反応
最初の一連の反応では、 光反応 それらは直接光を必要とするため、チラコイド膜のPhotosystem IおよびPhotosystem IIと呼ばれる酵素を使用して、電子輸送システムでATPおよびNADPH分子の合成のために光エネルギーを変換します。
電子輸送チェーンの詳細をご覧ください。
いわゆる 暗い反応、光を必要とせず、妨げられない、ATPとNADPHで収穫されたエネルギー（光を直接「保存」できるものはないため）は、植物の二酸化炭素と他の炭素源からグルコースを構築するために使用されます。
クロロフィルの化学
植物には、フィコエルトリインやカロテノイドなど、クロロフィルに加えて多くの色素があります。しかし、クロロフィルには ポルフィリン 人間のヘモグロビン分子の1つに類似したリング構造。ただし、クロロフィルのポルフィリンリングにはマグネシウムが含まれており、ヘモグロビンに鉄が含まれています。
クロロフィルは、光スペクトルの可視部分の緑色部分の光を吸収します。この部分は、全体で約350〜8000億分の1メートルの範囲に及びます。
クロロフィルの光励起
ある意味では、植物の光受容体は光子を吸収し、それを使ってうとうとしている電子を興奮状態に追い出し、階段を駆け上がらせます。最終的に、近くのクロロフィル「家」にある隣接電子も走り始めます。彼らが居眠りに戻って落ち着くと、階段を下りて階段を下り、足跡からのエネルギーを閉じ込める複雑なメカニズムを介して砂糖を作ることができます。
エネルギーが1つのクロロフィル分子から隣接する分子に伝達される場合、これは共鳴エネルギー伝達と呼ばれます。 励起子 転送。