健康用語WEB事典

光合成(photosynthesis)

植物の細胞葉緑体で行う、光エネルギーを利用して必要な有機物やエネルギーを得る化学反応。

高等植物は光のエネルギーを利用して水を分解(厳密には酸化)して電子を抜き取り、酸素ガスを放出します。そして、このとき生じた電子を用いてATPNADPHを作り、二酸化炭素から有機物を生合成します。*1

植物の光合成は、光エネルギーを利用して炭水化物を生産する、いわば地球上のあらゆる生命を支える重要なエネルギー変換反応である。植物の緑葉の細胞の中には、葉緑体と呼ばれる細胞小器官があり、ここが光合成反応の場となっている(図1A)。*2

光合成は以下の2つの段階に区別される。*3

光合成を行うクロロフィル葉緑素)に利用される光の色(波長)は、赤と青紫であるとされる。植物の葉が緑色なのはその波長域の光を反射しているからである。*4

水が不足しているときは、光合成による障害が生じやすくなる。

植物の体内で生成される色素(カロテノイドフラボノイドなど)は、太陽光(紫外線)による損傷を防ぐために発達したとされる。

クロロフィルが光を受け続けると、エネルギーが高い状態ですので、不安定で壊れやすくなります。活性酸素もできてしまいます。特に水分が不足していると、気孔が閉じますので、葉の中のCO2濃度も下がります。そうなると葉緑体内のエネルギー状態は高すぎる状態になり、支障が生じます。*5

光合成に利用しきれないほどの光を受けてしまうことは、光合成器官に深刻なダメージを与える可能性が高い。タンパク質クロロフィル分子は破壊され、活性酸素も生産される。ダメージを受けないように、カロテノイド色素が進化した。*6

*1技術評論社 山中建生 知りたいサイエンス 地球とヒトと微生物 身近で知らない驚きの関係
*2葉緑体機能の制御に重要な新たな還元力伝達経路―二つの経路の協調が光合成や生育に必須― | 東工大ニュース | 東京工業大学: http://www.titech.ac.jp/news/2016/035516.html
*3光合成色素の分離と蛍光の観察: http://www.obihiro.ac.jp/~kojima/kougi/seibutsu-jisshu/6.html
*4波長による光合成の効率: http://www.laser.chem.es.osaka-u.ac.jp/study/pbl/engel.pdf
*5技術評論社 東京薬科大学 生命科学部 工藤佳久 都波幹夫 生命科学がわかる
*6藻類学 第4回 光合成: http://www.algae.sci.u-ryukyu.ac.jp/_userdata/H23-4.pdf

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このページの最終更新日時: 2017-12-04 (月) 18:08:43