きぃくんの 高校生物学講座
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 [ 光合成 ]

 同化の中に二酸化炭素から有機物を合成する炭酸同化というものがありましたね。 ほとんどの植物や藻類は、この炭酸同化に光エネルギーを利用します。 このはたらきを特に光合成といいます。


◎葉緑体

 葉緑体は色素体の一種です。二重膜構造で、内部に袋状のチラコイドという構造を持ちます。 このチラコイドが多数重なったものをグラナといい、その他の液状部分をストロマといいます。 また、独自のDNAを持ち、分裂によって増殖します。

葉緑体

◎光合成の過程

<ストロマでの反応>
ストロマ
@クロロフィルの活性化   光合成色素を含む光化学系Uが当たると、 クロロフィルaの活性化により、高エネルギーの電子は放出されます。
A水の分解   電子を放出した光化学系Uは、水を分解してできた電子を受け取る。水の分解によってできた酸素は気孔から放出されます。
BNADPH2 の生成   光化学系Tにおいても、光エネルギーを利用して電子が放出されます。 この電子が水素イオンに結合し、NADPH2 がつくられます。 光化学系Tにおける電子の不足は、光化学系Uから電子伝達系によって移動してきた電子によって補われます。
CATP合成   電子が移動する過程でつくられるエネルギーを使って、ストロマの水素イオンがチラコイド内膜に取り込まれます。 水素イオンがストロマへ拡散しようとする濃度勾配を利用して、ATP合成酵素でATPが生成されます。 これを特に光リン酸化といいます

<ストロマでの反応>
カルビン・ベンソン回路
D二酸化炭素の固定   気孔から取り込まれた6CO2は、6分子のリブロース二リン酸RuBP)と結合し、12分子のリングリセリン酸PGA)になります。
Eリングリセリン酸はATPによってリン酸化、12NADPH2によって還元され、グリセルアルデヒドリン酸になります。
F糖の合成   12分子のグリセルアルデヒドリン酸のうち2分子が回路外の過程により、1分子のグルコースになります。
Gあとのグリセルアルデヒドリン酸は、ATPによるリン酸化などを経て、6分子のリブロース二リン酸にまでもどります。


 ガッツリPoint!
 カルビン・ベンソン回路での反応は、入試などでもよく問われます。 ます頭に入れておきたいのが RuBP と PGA です。 カルビン・ベンソン回路が回転するには CO2 と ATP が必要です。 したがって、CO2 と ATP のどちらかの供給が止まればそこで反応が滞ります。 CO2 の供給が停止したとすると、RuBP から PGA への反応は起こりませんが PGA から RuBP への反応は進行し続けます。 したがって、回路内の PGA の量が減少し RuBP は蓄積されます。 逆にATPの供給が停止すると、RuBP の量が減少し PGA が蓄積されます。
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