Question

夏

生物の光リン酸化の質問です。
問2がわかりません。
ADPとリン酸が必要というのは理解していますが、pHがなぜ8になるかわからないので教えていただきたいです。お願いいたします。

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。草原の合
操作1 植物の葉を破砕して葉緑体のチラコイドを単離し
操作2 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
により(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。
曲
中園向調
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
その化合物1分子に含まれる炭素原
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。
EB 共 [宇稔・相容
&

解答
61. 光リン酸化
問1 内側
問2. ③
解法のポイント
問1. 光化学系ⅡIで生じたe 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
Ⅱ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。
ADP + P
TATP
チラコ
イド膜
東京気の合
H+
H+
H
H+
「チラコイド内腔 H+ H+ ATP 合成酵素
問2. H+ が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。
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
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。
操作2
操作3
チラコイド
pH48
緩衝液
pH4
チラコイド
pH4
|緩衝液
H+
H+
H+
H+H+
H+
H+
H+
HK
H+ H+
H+
H+
pH8
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。

Answer 1

✨ ベストアンサー ✨

ve

葉緑体でADPとリン酸からATPを合成する過程では、チラコイド内腔からストロマへH+がATP合成酵素を通り移動する時のエネルギーを利用しています。
②まではpH=4で、ストロマとチラコイド内腔とでH+の濃度勾配はありません。ですから、濃度勾配による受動輸送が起こるためには、
ストロマのH+ < チラコイド内腔のH+ ････❶
の状態を作らなければいけません。
化学で勉強したと思いますが、pHの値が小いとぼH+の数は多いですよね。
ここで、この実験ではチラコイドを単離しているので、緩衝液がストロマの役割をしていると思って下さい。
そうすると、緩衝液のpHを上げると❶の状態を作れますから、選択肢の中でpHが4より大きいpH=8を選びます。

夏

理解できました！ありがとうございます！！