すべての生物は生きていくためにエネルギーを吸収する必要があり、その生体では、(1) 消費に関与する異化作用と、(2) 分子の形成に関与する同化作用という 2 つの代謝プロセスが存在します。
私たち人間は食べ物を通じてこれを行います。たとえば、デンプンを含む野菜を食べると、デンプンはグルコース単位に分解され、肝臓で「動物性デンプン」と呼ばれるグリコーゲンの形に再結合されます。動物組織が必要とする場合、グリコーゲンはグルコースに分解され、血液によって運ばれて組織に取り込まれ、そこで二酸化炭素、水、エネルギーに酸化されます。このエネルギーは私たちの生体に吸収され、私たちの体はその重要な機能を果たし続けます。
しかし、私たちの食べ物である植物、野菜、果物はどうでしょうか？彼らのエネルギーはどこから来るのでしょうか？
長い間、アリストテレスを含むギリシャの哲学者は、植物は土壌からエネルギーを得ていると信じていました。しかし、実際には植物のエネルギーは太陽から来ています。 植物は太陽エネルギーを利用して、空気からの二酸化炭素と土壌からの水を食物と燃料に変換します。このプロセスは光合成と呼ばれます。
光合成はエネルギー吸収によって起こる化学反応であり、次の 2 つの段階に分けることができます。
1st) ライトステージ:光の存在下で処理されます。
この段階で、植物は主な色素であるクロロフィルを使用して光エネルギーを保持し、蓄えます。また、水分子の分解と酸素の放出もあります。
2nd) 暗いステージ:光の影響を受けません。
前の段階で得られたエネルギーは、二酸化炭素分子を炭水化物などの複雑な化合物に変換するために使用され、その主な機能はエネルギー貯蔵と構造組成にあります。光合成で生成される主な炭水化物の 1 つはグルコース (C 6 H 12 O 6 ) です。
光合成プロセスは、以下の化学方程式で要約できます。植物は光エネルギーを使用して、水と二酸化炭素をグルコースと酸素に変換します。
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グルコース分子が結合してセルロースとデンプンを形成します。セルロースは植物の細胞壁を構成し、植物細胞の外部補強材です。
植物は生成された過剰なエネルギーを通常デンプンの形で貯蔵し、植物が生産する食物を含むさまざまな植物の器官に貯蔵します。
炭水化物に加えて、植物はまた、生体内の炭水化物の変換から生成される化合物から形成される油脂である脂質の形でエネルギーを貯蔵します。
たとえば、植物の種子には、胚の食物（エネルギー）として機能する油が蓄えられています。これは、植物の種子が発芽し始めたとき、光合成を行うための葉がまだないためです。
実際、多くの野菜から抽出された油はバイオディーゼルなどのバイオ燃料を形成し、自動車や産業のエネルギー源として使用されます。
人間は余分なエネルギーを植物のように炭水化物の形ではなく脂肪の形で蓄えます。これは、動物は植物よりも動き、より多くのエネルギーを必要とし、炭水化物の異化によって得られるエネルギーが同量の脂肪の分解の半分未満であるために起こります。
興味深いのは、産業機械、自動車、家電製品で使用されるエネルギーのほとんどが、数百万年前に光合成生物によって生産された化石燃料から来ているということです。これにより、地球上のすべての生命を維持するのに必要なエネルギーは実質的にすべて光合成プロセスから来ていると結論付けられます。
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