光合成に関与する化学反応。 光合成反応

ほとんどの学生は、植物、藻類、特定の種類のバクテリアによって実行される光合成プロセスを知っています。 彼らが彼らの食物を生産するプロセス (存在 独立栄養生物). しかし、そのような学生は、この種の反応がどのように起こり、それがどのように植物の栄養をもたらすのかを実際には理解していません。 この光合成の現象を化学的に理解する必要があります。

植物は水といくつかの無機分子(炭素を主成分としない化合物)を除去します 土壌から根を通り、二酸化炭素(二酸化炭素- CO2)植物に吸収され、光の存在下で、有機分子が生成されます(炭素を主成分とする構造)。 生成される有機分子の例はグルコース(C6H12O6)、他の変換を通じて、デンプン、セルロース、タンパク質、アミノ酸、および野菜の他の成分を形成します:

6CO2(g) + 6H2O(1) + 日光→C6H12O6(aq) + 6O2(g)

述べたように、光合成が起こるためには、太陽エネルギーが植物によって吸収される必要があります。 これは、光にさらされたときに特定の色を放出することを特徴とする物質である顔料によって行われます。 植物の主な色素は クロロフィル、その構造を以下に示します。 その構造は複雑で、Mgイオンがあります2+ 中央の空洞で調整され、植物の緑色の原因となるのはこの色素です。 赤、オレンジ、青、紫の波長を吸収しますが、光の多くを反射します 緑。

複雑なクロロフィル色素分子

クロロフィルおよびその他の光合成色素( カロテノイド そしてその フィコビリン)光子を吸収します。これにより、分子の電子が励起されます。つまり、光子はエネルギーを吸収し、原子核から離れた軌道にジャンプして、エネルギーレベルが高くなります。 これらの電子は電子伝達系に伝達され、ATP(アデノシン三リン酸)の生成と糖の合成に使用されます。

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次に、水分子が分解され(酸化)、水素が色素に電子を供給します。この場合は、励起された電子を失ったクロロフィルに電子を供給します。 水の破壊では、Oの放出もあります2. 実際、大気中に存在する実質的にすべての酸素は光合成に由来することに注意するのは興味深いことです。

得られたエネルギーは、CO分子を変換(還元)するために使用されます2 炭水化物やバイオマスなどの複雑な化合物で。

一般的な光合成反応:

nCO2 + nH2O +日光 {CH2O}番号 + nO2

この反応がの反応であることを確認してください レドックス、酸素が酸化され、そのNox(酸化数–化学種の電荷)が増加したため、つまり電子が失われたためです。 一方、水素は還元されます。つまり、電子を獲得します。

光合成プロセススキーム

化学反応の観点から、光合成は従属栄養生物(人間を含む生物、 自分で食料を生産しないが、植物に餌をやるなど、他のエネルギー源からエネルギーを引き出す必要がある人 動物)。

光合成では、光、水、二酸化炭素から有機分子が合成され、酸素が放出されます。 私たちの場合、私たちは他の生物と酸素を消費して呼吸のためのエネルギーを得て、そこで水と二酸化炭素が形成されます。

また、植物が分解するとブドウ糖に変わり、時間の経過とともにブドウ糖は再びCOを形成します。、光合成と二酸化炭素の逆反応ではない反応では、大気に戻ります。

つまり、炭素循環があります。


ジェニファー・フォガサ
化学を卒業

化学

 人は成長のために光合成を必要とします
光化学

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