光合成とは、太陽光をグルコースまたは砂糖の結合で保存することにより、化学エネルギーに変換するプロセスです。このプロセスは、植物、細菌、一部の原生生物、または藻類で発生し、食物として砂糖を生産します。光合成植物の葉に存在するクロロフィルは、日光からエネルギーを取り込み、炭水化物に変換します。光合成では、二酸化炭素（CO2）と水を原料として使用して、砂糖を生成し、副産物として酸素を放出します。
生物学的構造
光合成は主に葉と茎で起こります。典型的な葉には、上下の表皮、維管束、葉肉と気孔、または植物の毛穴が含まれます。上下の表皮は葉の保護として機能します。気孔は、下表皮の孔であり、CO2と空気が通過する通路として機能します。維管束は植物の周りで水、ミネラル、栄養素を動かします。葉肉はそのチラコイド膜に葉緑体を含んでいます。これは、光合成が発生する場所です。
化学反応の発生
光合成の下での全体的な化学反応は、「6H2O + 6CO2 -----> C6H12O6 + 6O2」と書くことができます。このプロセスは2段階で行われます。最初の段階は、高エネルギー分子を形成するために使用される光の反応です。光反応で得られたエネルギーは、ATPまたはアデノシン三リン酸と呼ばれる化学物質の形で細胞に保存されます。光合成の第2段階は、カルビンサイクル反応と呼ばれます。
カルビンサイクル反応
反応のこの部分では、ATPに保存された化学エネルギーを使用して、酵素反応または酵素反応によりCO2から糖を生成します。最初、CO2は、酵素カルボキシラーゼオキシゲナーゼによって触媒されるリブロースビスホスフェート（RuBP）と呼ばれる5炭素化合物と反応して、ホスホグリセリン酸（PGA）と呼ばれる安定した3炭素化合物を生成します。 ATPで捕捉されたエネルギーは、PGAをグリセルアルデヒド3-リン酸（G3P）に変換し、他の有機化合物に変換されます。
光合成を制限する要因
光合成は、光の強度、土壌の栄養素、水の利用可能性、温度、大気中の二酸化炭素の濃度などの要因によって高度に決定されます。水位の低下は、土壌からの水分を減らし、気孔を閉じます。これは二酸化炭素の拡散を制限し、光合成に影響します。
