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植物が光合成と細胞呼吸の両方を必要とするのはなぜですか?


ベストアンサー

人生は、エネルギーを利用し、何らかの形の「燃焼」を通じてそのエネルギーを利用する何らかの方法によってのみ可能です 。燃焼には、爆発や巨大な火災だけが含まれるわけではありません。には、酸素と炭素を組み合わせて使用​​可能なエネルギーとCO2を生成するすべての形態が含まれます。呼吸を含む。

最終的に唯一の 優れたエネルギー源 利用可能なのは 太陽からの光エネルギー です(地球化学的作用による他のエネルギー源があります地球ですが、これらのエネルギー源は、太陽からの絶対に大量のエネルギーの流れと比較して小さいです。

シアノバクテリアなどの原始的な生物が太陽からエネルギーを捕獲し、それをに変える方法を進化させるまで化学エネルギー、私たちが認識している生命は不可能でした。 「光合成」がどのように進化したかはまだ正確にはわかりませんが、化石の記録から、シアノバクテリアのような生物は地球の歴史の非常に早い段階で進化したことがわかります…そして、太陽からのエネルギーとCO2を組み合わせて、ますます複雑になる能力を進化させました炭素の化石。

炭素の燃焼から始めます。炭素と酸素を組み合わせると、エネルギーとCO2が生成されます。これが呼吸です。すべての生物は、何らかの形でこの反応を実行します。詳細については、以下を参照してください:細胞呼吸-ウィキペディアこれは呼吸です。

逆に、CO2と光エネルギーおよび触媒の存在の組み合わせ酵素(またはクロロフィル)と呼ばれるものは、複雑な炭素化合物を生成します。詳細については、以下を参照してください:クロロフィルの構造と反応これは光合成です。

基本的に、光+クロロフィル+ CO2 = [フォロシンセシス]が表示されます。 >>複雑な炭素化合物。そして、逆に、複雑な炭素化合物+酸素>> CO2 +エネルギー。

これはあなたが尋ねたサイクルです。あらゆる形態の生命がこのサイクルに参加しています。緑の植物と「シアノバクテリア」と呼ばれる原始細菌は、このサイクルの両方の要素を実行します。私たちは光合成を行わないので、私たちの生活にエネルギーを供給するために緑の植物(および動物組織)を消費する必要があります。

植物はすべてを生産する必要があるため、動物よりも多くの植物が必要です。動物のための炭素であり、私たち動物が呼吸するための酸素も生成する必要があります。そして実際、地球の海、湖、池にある植物プランクトンは、地球の酸素と植物組織の大部分を数百万倍も生成します。この例については、次を参照してください:ビスケー湾の春

CO2を吸収して酸素を放出するこの光合成サイクルのバランス植物組織を生成することは、人間の生命を含む地球上の動物の生命にとって絶対に不可欠です。それは私たちの季節、天気、そして私たちの生存そのものに影響を与えます。実際、CO2は太陽から熱を吸収し、海と大気の両方の温度を決定します。炭化水素の燃焼によって大気中のCO2が増加すると、大気と海の温度が上昇します(地球温暖化)。

回答

細胞呼吸と光合成の両方の速度が遅くなると、温度が下がります。これは、細胞呼吸と光合成の両方が酵素と化学反応に依存しており、これらの酵素触媒化学反応が温度の低下によって遅くなるためです。

細胞呼吸の場合、糖分解とクエン酸の間に起こる化学反応酸サイクルが遅くなり、利用可能なNADHとFADH\_2のプールが減少します。これにより、電子輸送鎖がH ^ {+}を移動する速度が遅くなり、ミトコンドリアの膜間空間のpHが上昇します。プロトン勾配がないためにATP合成酵素によるATP生成が遅くなる。

光合成に関しては、NADHとプラストキノールの形成を触媒する酵素の速度(およびH ^ {を輸送する過程) +}チラコイド空間へ)が減少し、ATPシンターゼによるATP生成とCalvinサイクルでのg3p生成の両方が減少します。さらに、低温では膜の流動性が低下するため、プラストキノンの光化学系IIから光化学系Iへの移動速度が低下しますが、その影響が光合成に大きく影響するかどうかはわかりません。

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