植物が生長するために光合成、呼吸そして蒸散が重要な作用です。
光合成のしくみ
まず光合成に必要な要素は光、水、無機栄養(窒素，リン酸、カリ他）そして二酸化炭素です。
植物の葉っぱは光を沢山受けるため、さらに裏面にある気孔から二酸化炭素を沢山吸収するため、葉っぱを大きく広げています。根から水と栄養素を沢山吸収するためどんどん長く伸び、また根には無数の毛根が生えています。
光合成の明反応と暗反応
植物の葉っぱの細胞の中には沢山の葉緑体があり、大きさは５μｍで楕円状をしておりここで光合成がおこなわれます。
明反応
その葉緑体の中に光を受ける受光体（チラコイド)があり、その中無数のクロロフィルαとβが光を吸収して活性化し、水を分解してエネルギー酵素（ＡＴＰ）と酸素を作ります。この反応は光を活用してATPというエネルギーを発生するので光合成の明反応と言います。
このクロロフィルαとβを活性化する光が主に赤(660nm周辺）の波長と青(440nm周辺）の波長であり、植物工場やリビングファームでは赤と青ＬＥＤを多く使っています。
暗反応（明反応と同時に行われています）
発生したＡＴＰなどのエネルギーを活用して二酸化炭素を分解して根から吸収した窒素、リン、カリ、カルシュウムなどの物質と合成され、ブドウ糖を作る過程をカルビン・ベンソン回路と言い、葉緑体のストロマ部分で行われます。
出来たブドウ糖は合成されてデンプンを作ります、この部分では光エネルギーは必要としないので暗反応と言います。この暗反応は明反応の陰で行われております。
この反応の中から酸素が発生して、葉っぱの気孔から外に出されます。
植物は二酸化炭素を吸収して、酸素を外に出しながらデンプンなどの栄養を作る工場です。
多くの合成されたブドウ糖は合体してショ糖になり、ショ糖は葉の部分から師管を通って根や植物の先端部分に移動していき、デンプンを合成して成長に寄与しています。
呼吸作用
呼吸に必要な物質は酸素です。
植物が光合成で得たデンプンなどの炭酸化合物を分解してエネルギーを獲得し葉、根、茎などが成長します。
分解するときに酸素を取り入れ二酸化炭素を排出するので、呼吸作用と言います。
このエネルギーは植物を食べる全ての生物のエネルギーになります。
蒸散作用
蒸散作用は葉っぱの気孔の部分から葉内にたまった水分を大気中に発散させます。この作用で水を根から取り入れる運搬（ポンプの役割）作用として働きます。
同時に水中や土壌中の無機栄養分を水と共に取り入れ、植物の葉っぱや先端部分に供給をすることができます。
又大気が高温の時に、植物自ら体の温度調節のため葉っぱの気孔から水分を蒸散させ葉面を冷やします。
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