Biology
SMA
問5の考え方が解説を読んでもよくわからないため、教えていただきたいです。
48. 光合成の反応過程 ■ 光合成の第一の反応は,光が直接に関与する光化学反応とそれ
に続く電子伝達である。 クロロフィルなどの光合成色素に吸収された光エネルギーにより
(A)と(B)の反応中心にあるクロロフィルが活性化され,電子が放出される。
(A)の反応中心のクロロフィルから飛び出した電子は(B)へ伝達される。このと
き,電子を放出して酸化された状態の(A)の反応中心のクロロフィルは,HO から引
き抜かれた電子によって還元され,もとの状態に戻る。電子が引き抜かれた H2O は分解
され、(C)と H+ が生じる。電子は,最終的に( D )に渡され,還元力をもつ
7(E)が生産される。 また,電子が伝達される際に形成されるチラコイド内外のH+の
濃度勾配を利用して(F)がリン酸化されて(G)が合成される。
第二の反応は,CO2が固定される反応である。 この反応では, CO2と炭素数5個のリブ
ロースビスリン酸 (RuBP) それぞれ
1分子から炭素数3個のホスホグリ
セリン酸 (PGA) が ( X ) 分子っ
くられる。 続いて, 第一の反応でつ
くられた(E) と(G)を利用
して, PGA からグリセルアルデヒ
ドリン酸 (GAP) がつくられる。 3
分子の CO2 を用いて 6 分子の GAP
がつくられ、そのうち5分子が
RuBP の再生に,1分子が光合成産
物として細胞質基質でスクロースの
合成に用いられる。
問1.文中の空欄(A)~(G)に当てはまる語を答えよ。 ただし、(D)~
(G)はアルファベットを用いた略称で答えよ。文中の(A)~(G)は,図中
の記号と対応している。
問2.文中の空欄 ( X )に当てはまる適当な数字を入れよ。
問 3. 図の(a), (b), (d)の反応を含む反応回路を何というか。 回路の名称を記せ。
問4. 下線部で何分子のリブロースビスリン酸が再生されるか｡ 数字で答えよ。
5.光合成反応の速度は環境要因の影響を受ける。 次の(1) および (2)では,図の(a)~(d) の
うち,どの反応が制限していると考えられるか。 記号で答えよ。
(1) 弱光下で,温度を変化させても, CO2濃度を高めても,ともに光合成速度は一定のま
まであった。
光エネルギー
A) 電子伝達(B)(D)
/チラコ\
H2O (C)
+H*
ハイド
(G) (b)
(F)+
<ストロマ>
PGA
(E)
(a)
CO2
GAP
(d)
(G)-
(F)+
RuBP
図 葉緑体における光合成反応の概略
光合成産物
(2) 光合成に最適な水分量や温度条件において, 弱光下で光の強さに比例して増加してい
た光合成速度がある強さ以上の光強度になると増加しなくなった。 (15. 信州大改題)
セント
2.2
問3. カルビン･ベンソン回路
5. (1)-(b) (2)-(a)
解法のポイント
問4.3 分子
問2.1 分子の RuBP と1分子の CO2 に含まれる炭素数は合計6個。 これから炭
素数3のPGAが何個つくられるか求めればよい。
間 4. GAP は C3 化合物であることから, RuBP の再生に用いられる5分子の GAP
に存在する炭素原子の総数は3×5=15個である。この15個の炭素原子が C5 化
合物の RuBP の再生に用いられるので,このときに再生される RuBP の分子数は,
15÷5=3(個) とわかる。
5.光合成は,主に光の強さ,温度, CO2濃度などの環境要因の影響を受ける。
光合成反応の速度は,これらの要因のうち、最も不足しているものによって決定
される。また,光合成は,いくつかの連続した反応から成り立っており, 反応速
度の最も小さい反応が, 全体の反応速度の制限要因になる。
(1) では, 弱光下で、温度を変化させても, CO2濃度を高めても光合成速度は一
定であることから, このときの光合成速度は, 温度や CO2濃度の影響は受けてお
らず, 光の強さが光合成速度の制限要因であることがわかる。
図中の (b)は、光エネルギーの働きによって生成される NADPH や ATP を直接
利用する反応であることから, 光の強さの影響を受ける反応であると考える。し
たがって,このときの光合成速度を制限している反応は, (b)と考えられる。
(2) では,最適な温度で, 光強度を変化させても光合成速度が変化しないことか
ら,温度と光強度は制限要因ではないことがわかる。 したがって, このときの光
合成速度の制限要因は, CO2濃度であると考えられる。
図中の(a) は CO2 を直接利用する反応であり, CO2濃度の影響を受ける反応で
あることから, このときの光合成速度を制限している反応は, (a) と考えられる。
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