• photosynthesis
  • The process by which plants transform carbon dioxide and water into carbohydrates and other compounds, using energy from the sun captured by chlorophyll in the plant. Oxygen is a by-product of the process. Photosynthesis is the essence of all plant life (autotrophic production) and hence of all animal life (heterotrophic production) on the planet Earth. The rate of photosynthesis depends on climate, intensity and duration of sunlight, available leaf area, soil nutrient availability, temperature, carbon dioxide concentration, and soil moisture regimes.
Abstract from DBPedia
    Photosynthesis is a process used by plants and other organisms to convert light energy into chemical energy that, through cellular respiration, can later be released to fuel the organism's activities. Some of this chemical energy is stored in carbohydrate molecules, such as sugars and starches, which are synthesized from carbon dioxide and water – hence the name photosynthesis, from the Greek phōs (φῶς), "light", and synthesis (σύνθεσις), "putting together". Most plants, algae, and cyanobacteria perform photosynthesis; such organisms are called photoautotrophs. Photosynthesis is largely responsible for producing and maintaining the oxygen content of the Earth's atmosphere, and supplies most of the energy necessary for life on Earth. Although photosynthesis is performed differently by different species, the process always begins when energy from light is absorbed by proteins called reaction centers that contain green chlorophyll (and other colored) pigments/chromophores. In plants, these proteins are held inside organelles called chloroplasts, which are most abundant in leaf cells, while in bacteria they are embedded in the plasma membrane. In these light-dependent reactions, some energy is used to strip electrons from suitable substances, such as water, producing oxygen gas. The hydrogen freed by the splitting of water is used in the creation of two further compounds that serve as short-term stores of energy, enabling its transfer to drive other reactions: these compounds are reduced nicotinamide adenine dinucleotide phosphate (NADPH) and adenosine triphosphate (ATP), the "energy currency" of cells. In plants, algae and cyanobacteria, sugars are synthesized by a subsequent sequence of light-independent reactions called the Calvin cycle. In the Calvin cycle, atmospheric carbon dioxide is incorporated into already existing organic carbon compounds, such as ribulose bisphosphate (RuBP). Using the ATP and NADPH produced by the light-dependent reactions, the resulting compounds are then reduced and removed to form further carbohydrates, such as glucose. In other bacteria, different mechanisms such as the reverse Krebs cycle are used to achieve the same end. The first photosynthetic organisms probably evolved early in the evolutionary history of life and most likely used reducing agents such as hydrogen or hydrogen sulfide, rather than water, as sources of electrons. Cyanobacteria appeared later; the excess oxygen they produced contributed directly to the oxygenation of the Earth, which rendered the evolution of complex life possible. Today, the average rate of energy capture by photosynthesis globally is approximately 130 terawatts, which is about eight times the current power consumption of human civilization. Photosynthetic organisms also convert around 100–115 billion tons (91–104 Pg petagrams, or billion metric tons), of carbon into biomass per year. That plants receive some energy from light – in addition to air, soil, and water – was first discovered in 1779 by Jan Ingenhousz. Photosynthesis is vital for climate processes, as it captures carbon dioxide from the air and then binds carbon in plants and further in soils and harvested products. Cereals alone are estimated to bind 3,825 Tg (teragrams) or 3.825 Pg (petagrams) of carbon dioxide every year, i.e. 3.825 billion metric tons.

    光合成(こうごうせい、ひかりごうせい。英語: photosynthesis)とは、光エネルギーを化学エネルギーに変換して生体に必要な有機物質を作り出す反応過程をいう。葉緑体をもつ一部の真核生物(植物、植物プランクトン、藻類)や、原核生物であるシアノバクテリアが行う例がよく知られている。これらの光合成生物(photosynthetic organism)は、光から得たエネルギーを使って、二酸化炭素からグルコースのような炭水化物を合成する。この合成過程は炭素固定と呼ばれ、生命の体を構成するさまざまな生体物質を生み出すために必須である。また、生物圏における物質循環に重要な役割を果たしている。光合成は、狭義では光エネルギーを利用した炭素固定反応のみを指すが、広義では光エネルギーを利用した代謝反応全般を指す。光エネルギーを利用する生物は一般に光栄養生物(phototroph)と呼ばれ、光エネルギーを利用して二酸化炭素を固定する光独立栄養生物(photoautotroph)と、光からエネルギーは得るものの、炭素源として二酸化炭素ではなく有機化合物を用いる光従属栄養生物(photoheterotroph)に分かれる。狭義では光独立栄養生物のみを光合成生物とするのに対して、広義では光栄養生物と光合成生物は同義となる。多くの光合成生物は炭素固定に還元的ペントース・リン酸回路(カルビン回路)を用いるが、それ以外の回路も存在する。 光合成は、反応過程で酸素分子を発生するか否かで、酸素発生型(oxygenic)および酸素非発生型(anoxygenic)の大きく2種類に分けられる。酸素発生型および酸素非発生型の光合成システムは互いに一部相同で進化的に関連しており、現在の地球上で支配的なのは、植物やシアノバクテリアが行う酸素発生型光合成である。酸素発生型の光合成の普及に伴い、本来酸素のほとんど存在しなかった地球上に酸素分子が高濃度で蓄積するようになり、現在の地球環境が形作られた。光合成を利用した炭素固定によって1年間に地球上で固定される二酸化炭素は約1014 kg、貯蔵されるエネルギーは約1018 kJと見積もられている。 また、使用される光合成色素の種類によっても、クロロフィル型(cholorophyll-based)およびレティナル型(retinal-based)が知られている。クロロフィルおよびレティナルに基づく光合成はまったく異なる起源と仕組みをもつ。光合成という場合、ほとんどはクロロフィルを用いたシステムを指し、レティナルを用いたシステムは含まれない場合が多い。これは酸素発生の有無に関係なく、クロロフィルを用いた光合成が広く炭素固定に利用されるのに対し、レティナルを用いた光合成で炭素固定に用いられている例が一切知られていないためである。レティナルはロドプシンと呼ばれるタンパク質に内包されており、光検知など代謝エネルギーの獲得以外の用途でも使われる(光受容体)。 「光合成」という名称を初めて用いたのは、アメリカ合衆国の植物学者のチャールズ・バーネス(1893年)である。日本語でかつては炭酸同化作用(たんさんどうかさよう)とも名付けられたが、現在はほとんど使用されていない。