光合成にはどのくらい時間がかかりますか?

ジェレナベスコビッチ/ E + /ゲッティイメージズ

植物細胞は、糖、ブドウ糖の合成を含む光合成の明暗反応をわずか30秒で実行します。 さらに驚くべきことに、閃光にさらされたほうれん草の葉は、わずか5秒でグルコースの安定した3炭素前駆体を形成することができます。



生物学者は、光合成を2つの段階に分けます。太陽光を直接利用する光反応と、光がない場合に発生する可能性のある暗反応です。植物では、光合成は葉緑体と呼ばれる特殊な器官で起こります。葉緑体は、太陽光のエネルギーを使用して、化学的な葉緑素からの反応を引き起こします。この反応中に水分子が分裂し、副産物として酸素が生成されます。植物細胞はこの電子の流れを利用してプロトン勾配を作り、エネルギー担体ATPを生成し、NADPをNADPHに還元します。これは、光反応の終わりを示します。

暗い反応は、1940年代にそれらを発見した科学者であるメルビンカルビンにちなんで名付けられたカルビン回路と呼ばれることもあります。これらの反応は、チラコイド膜に沿って起こる光反応とは異なり、葉緑体の気孔またはマトリックスで起こります。葉緑体は、光反応で生成されたATPとNADPHを水と一緒に使用して、リブロース二リン酸と呼ばれる糖に二酸化炭素を付着させます。ブドウ糖などの6炭素糖を生成するには、カルビン回路を6回転させる必要があります。