Question

jpgamw

問2が理解出来ません🙇
なぜ③の操作になるか教えて欲しいです。
よろしくお願いします。

++
11
3.1
31
思考実験・観察
61. 光リン酸化●次の文章を読み, 下の各問いに答えよ。
チラコイド内外の水素イオンの濃度勾配によってATPが合成されることを証明するた
め,操作1 ~ 操作4の手順で実験を行った。
操作1
操作2
植物の葉を破砕して葉緑体のチラコイドを単離した。
単離チラコイドをpH4の緩衝液に加えてしばらく静置し, チラコイド内部を
pH4 にした。
操作 3
暗中で単離チラコイドを ( )。
操作 4 緩衝液中のATPの量を測定して, ATP が合成されたことを確認した。
問1. 光合成を行っている植物細胞において、 水素イオン濃度が高いのは、チラコイドの
内側と外側のどちらか。
問2. 操作3の
選べ
に入る操作として最も適当なものを、次の①~⑥のなかから1つ
① pH2の緩衝液に移し, ADPとリン酸を加えた。
② pH4の緩衝液に移し, ADP とリン酸を加えた。
③ pH8の緩衝液に移し, ADP とリン酸を加えた。
④ pH2の緩衝液に移し, AMP とリン酸を加えた。
⑤ pH4 の緩衝液に移し, AMPとリン酸を加えた。
⑥ pH8 の緩衝液に移し, AMP とリン酸を加えた。
第4章
代謝

61. 光リン酸化
[解答]
解法のポイント
問1. 内側間2. ③
1.光化学系ⅡIで生じたが, 電子伝達系を通 ストロマ
って光化学系Ⅰに移動する際, ストロマからチラ
コイド内腔に H+ が輸送される。 また, 光化学系
ⅡIでは、水の分解によりHが生じる。 これらに
より, チラコイド内腔のH+濃度は, ストロマ側
よりも高くなる。
H*
問2. H+ 濃度勾配に従ってチラコイド内腔から
ストロマへ移動する際に, ATP が合成される。
H*
H+
H+
チラコイド内腔 H+H ATP合成酵素
操作2では,単離チラコイドをpH4の緩衝液に加えてしばらく静置している。こ
の操作によってチラコイドの内外がともにpH4となり, H+ の濃度勾配は生じていな
い状態となっている。 その後, 操作3を行うことで、操作4の際に ATP の合成が確
認された。 ATP が合成されるには、チラコイド内腔のH+濃度が, 外側よりも高い濃
度勾配が形成されている必要がある。 さらに, チラコイドの外に, ADP とリン酸が存
在している必要がある。
操作2
チラコイド
pH4
H*
操作2によって, チラコイド内腔
はpH4 となっている。 チラコイド
の外側をこれよりも高いpH にすれ
ば,適切な濃度勾配が形成されるこ
とになる。 選択肢のなかでは, pH8
の緩衝液を使用している ③と⑥が該
当する。
H+
操作1~4では光を当てていないが, H+ の濃度勾配があれば ATPが合成されて
いる。このことから, ATP 合成に, 光は直接的には不要だということがわかる。しか
し、実際の光合成の過程では, H+ の濃度勾配の形成に光が必要であるため、光は、光
合成での ATP合成に間接的に関わっているといえる。
H+H+
H+
チラコ
イド膜
H+
H+
|緩衝液
pH4
ADP+PATP
H+
操作3
チラコイド
pH4
H+
HH
H+
H
緩衝液
pH8

Answer 1

さけ

pH2だとpH4より酸性のため水素イオンがより多くチラコイドに入ってきてしまいます。pH4の場合は水素イオンの濃度勾配が起こらないので不適です。pH8は塩基性のためチラコイド内外で水素イオンの濃度勾配が起こります。そこでATP合成酵素によって水素イオンが輸送される時にストロマにあるADPをATPに変えています。なので答えは③になります。

jpgamw

回答ありがとうございます。
pH2の方が酸性なのでチラコイド中のH+が多くATPが合成されるのではないのですか？
すみません🙇
ADPとリン酸は理解しました。
お時間あるときに教えて下さい。

さけ

pH2だとpH4と同じ酸性なので先程送った回答の通りより多くの水素イオンが入ってきてしまいます。この実験では濃度勾配が起きていることが鍵となるのでアルカリ性溶液であるpH8にいれることで濃度勾配がおきます。ATPが合成されるにはpH差が必要だということを押さえてください！

jpgamw

返信ありがとうございます。
何度も申し訳ありません🙇
問2の解答の6行目からの文のようにチラコイドの中のH+の濃度の方がストロマより高いということは先程pH4だったので2にしないといけないのではないですか？
理解遅くて申し訳ありません🙇
お時間あるときに教えて下さい。