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光合成

1800
Greenhouse showcasing plants undergoing photosynthesis in a vintage setting.

(画像はイメージです)

光合成は、植物、藻類、および一部の細菌が光エネルギーを化学エネルギーに変換するプロセスです。太陽光は、二酸化炭素と水をグルコース(エネルギー貯蔵用の糖)と副産物として酸素に変換するためのエネルギーを提供します。全体的な簡略化された化学式は、[latex]6CO_2 + 6H_2O + text{光エネルギー} rightarrow C_6H_{12}O_6 + 6O_2[/latex]です。

The process of photosynthesis occurs in two main stages within the chloroplasts of plant cells. The first stage, the light-dependent reactions, takes place in the thylakoid membranes. Here, pigments like chlorophyll absorb photons from sunlight. This energy is used to split water molecules in a process called photolysis, which releases oxygen, protons, and electrons. The energy captured from light is converted into two short-term energy-storing molecules: ATP (adenosine triphosphate) and NADPH (nicotinamide adenine dinucleotide phosphate). The second stage, known as the Calvin cycle or light-independent reactions, occurs in the stroma of the chloroplast. This cycle does not directly require light but uses the ATP and NADPH produced in the first stage. In the Calvin cycle, carbon dioxide from the atmosphere is ‘fixed’ into organic molecules and converted into glucose, a high-energy sugar that the plant can use for growth, metabolism, or storage as starch. This entire process is the foundation of nearly all life on Earth, providing the energy for most ecosystems and producing the oxygen in our atmosphere.

UNESCO Nomenclature: 2417
植物生理学

タイプ

生物学的プロセス

混乱

革命的

使用法

広く普及している

前駆物質

  • スティーブン・ヘイルズの、植物は大気によって栄養を与えられるという提案
  • ジョセフ・プリーストリーによる、植物が燃えるろうそくによって傷ついた空気を「回復」できることの発見
  • アントワーヌ・ラヴォアジエの酸素と燃焼に関する研究
  • 葉緑体などの植物細胞構造を観察するための顕微鏡の開発

アプリケーション

  • 農業と園芸
  • バイオ燃料の生産(例:藻類からの生産)
  • carbon sequestration and climate change mitigation
  • life support systems in space exploration
  • 植物由来化合物からの医薬品開発
  • 地球規模の炭素循環と酸素循環の理解

特許:

NA

潜在的なイノベーションのアイデア

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関連キーワード:光合成、クロロフィル、光エネルギー、化学エネルギー、二酸化炭素、酸素、グルコース、植物、藻類、カルビン回路。

歴史的背景

光合成

1800
1800-05-02
1880
1900
1910
1921
1930
1930
1800
1834-01-01
1880
1902
1920
1928
1930

(日付が不明または関連性がない場合、例えば「流体力学」などでは、その注目すべき出現時期の概算値が提示されます。)

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