水が光合成に重要な理由

光合成は光、水、二酸化炭素から糖（グルコース）を生成し、酸素を放出する重要な生化学的経路である。
これは一連の複雑な生化学反応であり、高等植物、藻類、いくつかの細菌およびいくつかの光合成独立栄養素で発生する。ほとんどすべての人生はこのプロセスに依存します。光合成の速度は、二酸化炭素の濃度、温度および光強度に関連する。吸収された光子からエネルギーを得、還元剤として水を使用します。過去の光合成

地球上の人生の到来とともに、光合成のプロセスが始まりました。酸素濃度は無視できるので、最初に海水中の硫化水素と有機酸を用いて光合成を行った。しかしながら、これらの物質のレベルは、光合成を長く続けるには不十分であり、したがって水を使用して光合成を続けることは十分ではなかった。
水を使用するこのタイプの光合成は、酸素の遊離をもたらした。その結果、大気中の酸素濃度が上昇し始めた。この無限のサイクルは、現在の酸素依存性生態系を支える酸素を豊富にしました。


光合成における水の役割

基本的なレベルでは、水は光化学系IIでクロロフィルから除去されたものを置換する。また、水は酸素を生成するだけでなく、H +イオンを遊離させることによってNADPをNADPHに還元する（カルビンサイクルで必要とされる）。



酸素供給源としての水

光合成の過程、二酸化炭素の6分子および水の6分子は、太陽光の存在下で反応して、1つのグルコース分子および6つの酸素分子を形成する。水の役割は、水分子から酸素ガス（O2）の形で大気中に酸素（O）を放出することである。


電子供給装置としての水

水はまた、電子フィーダであるという重要な役割も果たしています。光合成の過程で、水は水分子の水素原子を炭素（二酸化炭素）に結合させて砂糖（グルコース）を与える電子を提供します。



水の光分解

水は、NADPをNADPHに変換するH +イオンを供給することによって還元剤として作用します。 NADPHは葉緑体中に存在する重要な還元剤であるため、その生産はクロロフィルの酸化に起因する電子の欠損をもたらす。この電子損失は、他の還元剤からの電子によって満たされなければならない。光化学系IIは、Z-スキーム（光合成における電子輸送鎖の図）の最初の数ステップを含み、従って、電子を供与し得る還元剤が、水（電子源として作用する）によって提供されるクロロフィルを酸化するために必要とされる緑色の植物およびカニクイザルにおいて）。
このようにして放出された水素イオンは膜を横切って化学ポテンシャル（化学的浸透圧）を生じ、最終的にATPの合成をもたらす。光化学IIは、この水の酸化において触媒として作用する主要な既知の酵素である。