太陽光のエネルギー、根から吸収した水、大気中の二酸化炭素が、光合成によってグルコースと酸素を作り出します
光合成は植物やいくつかの微生物が炭水化物などの物質を作る過程です。 これは、日光を利用して二酸化炭素を糖に変える吸熱（熱を奪う）化学プロセスである。 9860>
光合成は、地球上の生命にとって非常に重要である。 緑色植物は光合成を使って自分自身を構築する。 藻類、原生生物、一部のバクテリアも光合成を利用している。
光合成はさまざまな方法で行われますが、共通する部分もあります。
6 CO2(g) + 6 H2O + 光子 → C6H12O6(aq) + 6 O2(g) 二酸化炭素 + 水 + 光エネルギー → ブドウ糖 + 酸素大気からの拡散によって二酸化炭素が気孔を通って葉に入ります。 水は、表面積が大きくなった根毛細胞によって土壌から吸収され、水分の取り込みが増加する。
光合成は、葉（または他の緑色組織）の葉緑体で行われる。 光エネルギーを吸収する緑色の色素であるクロロフィルを含んでいる。
酸素は光合成の廃棄物であり、呼吸によって植物から排出される。 大気中の酸素はすべて植物（光合成を行う微生物を含む）に由来する。
ブドウ糖は呼吸（細胞内のエネルギーを放出すること）で使われる。 デンプンの形で貯蔵される（暗闇で呼吸のためにブドウ糖に戻される）。
プロセスの反応
葉緑体の図
光合成には主に2組の反応がある。 光を必要とする光依存型反応と、光を必要としない光非依存型反応です。
光依存型反応
メインページ。 光依存性反応
太陽からの光エネルギーで水分子を分解します（光分解）。 太陽光は植物の葉緑体に当たります。 すると、酵素が水を分解します。
水素は、光によってエネルギーを与えられた電子とともに、NADPをNADPHに変換し、これが光に依存しない反応に使用されるのです。 酸素ガスは光合成の廃棄物として植物の外に拡散し、ATPはADPと無機リン酸から合成されます。 これはすべて葉緑体のグラナで行われる。
暗反応
メインページ。 光独立反応
この反応では、二酸化炭素と光依存反応の生成物（ATPとNADPH）およびカルビンサイクルで植物に含まれる様々な化学物質を用いて糖が作られる。 したがって、光独立型反応は、光依存型反応なしには起こりえない。 二酸化炭素が植物体内に拡散し、葉緑体内の化学物質、ATP、NADPHとともにブドウ糖が作られ、最後に転流によって植物体内を移動する。
光合成に影響を与える要因
ライフタイムライン
-4500 –
–
-4000 –
–
-3500 –
–
-3000 –
–
-2500 –
–
-2000 –
–
-1500 –
–
-1000 –
–
-500 –
–
0 –
Single- （シングルcelled
life
photosynthesis
←
←
←
←
←
軸のスケールです。 数百万年
オレンジ色のラベル：既知の氷河期
以下も参照。 人間年表・自然年表
光合成に影響を与える主な要因は3つあります：
光強度
光に当たる部分が少ないと光依存反応がうまく働かないため、植物に光が当たらない。 つまり、光分解（光による水の分解）が速やかに行われないため、NADPHとATPがほとんど作られなくなる。 このNADPHとATPの不足は、光独立型反応が働かないことにつながります。光独立型反応が働くためには、NADPHとATPが必要だからです。
必要な光の強さは、池沼などの水生植物で簡単に調べることができます。 放出される酸素の気泡を数えたり、体積を測定したりすることができる。 光と植物の距離を変えることで、光の強さを変化させることができます。 光の強さが変わると、光合成の速度が変化する。
二酸化炭素濃度
二酸化炭素は光に依存しない反応に使用される。 NADPHやATP、その他さまざまな化学物質（リブロス・ビスリン酸など）と結合し、グルコースを形成する。 したがって、もし十分な二酸化炭素がなければ、NADPHとATPが蓄積され、十分なグルコースが形成されません。
温度
光合成反応には多くの酵素が働いています-例えば光分解の酵素のようなものです。 すべての酵素はその最適な温度で最もよく働きます。 光に依存する反応も光に依存しない反応も、すべて平均温度あるいは最適温度で正常に行われます。 熱帯の植物は温帯に適応した植物よりも最適温度が高い。
温度が低すぎると、運動エネルギーが少ないので、反応速度が低下する。 9860>
初期の進化
最初の光合成生物は、おそらく生命の歴史の早い時期に進化した。 水ではなく、水素や硫化水素などの還元剤を電子源として使っていたと思われます。 その後、シアノバクテリアが出現し、それらが生み出す過剰な酸素が酸素のカタストロフィーに貢献した。 これが複雑な生命の進化を可能にした。
効果
現在、光合成によるエネルギーの取り込み率は世界平均で約130テラワットであり、これは現在の人類文明の使用電力の約6倍である。 また、光合成生物は、年間約100～115億トンの炭素をバイオマスに変換しています。
関連ページ
子供のための画像
光合成の地球的分布を示す合成画像。 海洋植物プランクトンと陸上植生を含む。 濃い赤色は海洋、青緑色は陸上で光合成が盛んな地域を示す。
Z 計画
葉緑体が見える植物細胞（苔の中から。 Plagiomnium affine）
Portrait of Jan Baptist van Helmont by Mary Beale, c．1674
光合成の研究室で働くMelvin Calvin氏。
