世界でたった一つしかないあなただけの家  FPだからできる夢の大空間

  「FPの家」槻岡建設のナビゲーター   トップページ > スポンサー広告> ”まにあっく”な雑学 > 植物は光合成で何をしてるの?  

スポンサーサイト

-- - --/-- [--] - --:--

上記の広告は1ヶ月以上更新のないブログに表示されています。
新しい記事を書く事で広告が消せます。

植物は光合成で何をしてるの?

2009 - 07/02 [Thu] - 22:34

こんにちわ。
約束どおり、昨日の続きです。

その前に、植物はなぜ緑色なのか?

昨日も話したように、
葉緑体(Chloroplast)に含まれる色素がクロロフィル(Chlorophyll)です。
「黄緑色」を意味する【chloros】と「葉」の【phyllon】が合体した言葉で、
ともにギリシア語に由来するそうです。
ちなみに、塩素化合物の接頭辞も同じ「Chloro-」ですが、
やっぱり塩素が”黄緑色の気体”であることに由来しています。

物質は光を吸収しますが、
どの波長の光を吸収するかは物質ごとに違います。
クロロフィルの吸収特性は次のようになってます。

クロロフィルの吸収特性

クロロフィルには2ヵ所の吸収極大があり、
450nm付近の青色(B帯)と680nm付近の赤色(Q帯)の光を利用しています。
反対に500~600nmの光は吸収されないので、
植物から反射されてしまう。
植物が黄色がかった緑色に見えるのはこのためで、
実は”利用しないで捨てている色”なんです。

光を吸収できるのはクロロフィルだけの”お家芸”ではありません。
人間も含めて、動物だって実に様々な色素を持っています。
しかし、光合成はできない……

なぜ?

その秘密を理解するために、
光化学系Ⅱの【拡大図】を見てみましょう。

光化学系Ⅱ
『The Cell』から引用した図に加筆

複合体の周囲にはクロロフィルが無数に散りばめられています。
これは光を拾う集光器、いわば”アンテナ”です。
光のエネルギーはクロロフィルの上を移動し、
複合体の中心にある「クロロフィルスペシャルペア」に集められます。
”パラボラアンテナ”のような構造をしてるわけで、
エネルギーを1ヶ所に集められる仕組みになってます。
太陽エネルギーがギュッと”濃縮”されるので、
電子( e- )が”自由”になって飛び出していきます。

ただし、光合成の真骨頂はここから。
e- が飛び出していった「hole」を埋めるために、
【酸素発生複合体】で水(H2O)を分解して e- を発生させます。
こうして水を電子供与体として利用できるからこそ、
植物の光合成が成り立っているわけです。
たとえ人間の身体が”緑色”になっても、 気持ち悪い(=_=) 
それだけで光合成ができるわけじゃないんですね。

水を光分解する複雑なメカニズムも次第に明らかにされています。
ただし、いまだ完全には解明されていないそうで、
光合成研究の最大の謎です。
そんなもの凄いテクノロジーを、生命は30億年以上も前に獲得していました。
無数の生命が地球上で生きていられるのも、
光合成が太陽エネルギーを化学エネルギーに変換してくれるおかげです。

というわけで、
今日は第2ステップのお話です。
ステップ1明反応で作られたNADPHATPを使って、
植物はいったい何を合成してるんでしょうか?

第1ステップはチラコイドの膜上で行われますが、
その後【NADPH】と【ATP】はチラコイドの外に運ばれます。
第2ステップの舞台はストロマです。

ここでは空気中の二酸化炭素(CO2)を摑まえて、
炭化水素化合物を合成する炭素固定が行われます。
一連の化学反応が閉鎖サイクルを形成するため、
発見者の名に因んで、これをカルビン回路(Calvin Cycle)といいます。

図をクリックすると拡大します
カルビン回路
『The Cell』から引用した図に加筆

いちいちリン酸基を書くのは面倒なので、
【図】の中では太い青文字ので表しています。

CO2リブロース1,5-ビスリン酸(RuBP)にくっ付けられます。
この反応を触媒するルビスコ((RuBisCO)という酵素は、
”地球上で最も多いタンパク質”っていわれているそうです。
こうしてできた6炭素(6C)の中間体は非常に不安定なため、
すぐさま加水分解します。 右上の構造式の赤い部分で2つに分かれます
こうして2分子の3-ホスホグリセリン酸ができます。

これに【ATP】を使ってリン酸基をくっ付け1,3-ビスホスホグリセリン酸になります。
これを【NADPH】を使って還元してできるのがグリセルアルデヒド3-リン酸(G3P)。
G3Pが6分子合成される内、
5分子はRuBPを再生するためにカルビン回路の中で消費されます。
ただし1分子余剰が生まれるので、
これがカルビン回路から外れることになります。

ところで、グリセルアルデヒド3-リン酸(G3P)と聞いて「へぇ~」と感じた方は……

よほどの通つう

栄養や食事にご関心でもあるんじゃないでしょうか?
G3Pは【解糖系】の中間生成物として登場するリン酸エステルです。
G3Pとその異性体であるジヒドロキシアセトンリン酸からは、
フルクトース1,6-ビスリン酸が合成されます。
さらに化学反応を進めていくとグルコース(glucose)のできあがり!
これはグルコースを分解する【解糖系】の逆反応なので【糖新生】といいます。
つまりカルビン回路では……

NADPHとATPを使って糖を合成する――ってわけ。

「有機化学製品」を作る際にも石油じゃなくて空気中のCO2を利用してるわけで、
これこそが正真正銘のリサイクル(循環)です。 
カルビン回路の化学反応には直接的な太陽光を必要としません。
そこで暗反応とも呼ばれます。

さて、以上が光合成の大まかなあらましです。
何となくわかっていただけましたか?
これをまとめるとこうなる……

光合成

【明反応】で太陽光のエネルギーを化学エネルギーに変換し、
それを使って【暗反応】で作られるのが糖です。
「糖」という言葉が聞きなれなくても、
栄養学の分野で使われる「炭水化物」っていう言葉なら有名です。
お米にも「炭水化物」が含まれてますよね?
その中には太陽のエネルギーが凝縮されてるんですよ!

「糖」のことを英語では【sugar】といいます。

えっ、砂糖じゃないの?

砂糖の主成分はスクロール(サッカロース)といい、
これはグルコースとフルクトースが結合した「オリゴ糖」の一種です。
砂糖に代表されるように、
糖類は一般に甘味として知覚されます。
これを裏返せば、
身体にとって不可欠な化学物質であることを意味してるんじゃないでしょうか?
そりゃそうでしょ。

糖はエネルギーの源――なんですから。

ただし使用するエネルギーは身体の中で違っていて、
心臓の筋肉は主に脂肪酸を利用します。
骨格筋は脂肪酸とグルコースを利用しますが、
赤血球や白血球はグルコースがエネルギー源になります。
そしてもう一つ!
グルコースをメインエネルギーにしているのが脳細胞なんです。
脳は脂肪酸を利用しません。

まにあっくの娘もそうですが、
太るのを気にしてダイエットに夢中になる女性が少なくないようです。
ただしグルコースの摂取を控えるっていうことは、
脳のエネルギー不足を起こしかねません。
これが続くと神経活動に支障を来たすばかりでなく、
身体のホルモンバランスも崩れてしまいます。 お肌もかさかさ
イライラしたり疲労感がたまり、ストレスの原因にもなります。
身体の”司令塔”にエネルギーが供給されないんですから当たり前ですね。
娘にも口を酸っぱくしていってますが、
”食べないダイエット”なんかしない方がいいですよ!

つい最近、興味深い調査結果が公表されました。
目にした方も多いでしょう。
厚生労働省と東北大学の合同研究チームの調査結果です。
40歳のときに【太り気味】だった人は、
【やせている人】より6~7年も長生きするんだそうです。
それどころか、【やせている人】は【肥満の人】より短命らしい。

もちろん極端に太るのはよくありません。
だからといって、やせているのが健康というわけでもないんです。
こういう調査結果をマスコミや出版界が真面目に取り上げ、
”不健康”なダイエットブームに歯止めがかかるといいですね。

でもそうはならないだろうな。
だって……

ダイエットでお金を儲けてる人がいっぱいいるもの(=_=)

業界にとって都合の悪い調査結果は、
舞台の中央でスポットライトを浴びることなんかできない……
悲しいけど、世の中ってそんなものです



猫マーク ブログランキングに参加しています。
 ポチッとしていただければ感謝です。

 人気ブログランキングバナーにほんブログ村 猫ブログ ノルウェージャンフォレストキャットへ

■ 過去の記事を検索する方法のお知らせ

『月別アーカイブ』、もしくは『カテゴリー』をクリックすると、
最初に一覧が表示されるように改造しました。
タイトルをクリックすると、該当する記事に移動します。
これまで書いた過去の一覧を見たい方は、
『全記事表示』をご利用下さい。

読みやすいブログになるよう、
これからも少しづつ手を加えていきます。

スポンサーサイト

コメントの投稿





管理者にだけ表示を許可する

トラックバック

http://fptsukioka555.blog86.fc2.com/tb.php/213-22549510

 | HOME | 

プロフィール

fp-tsukioka

Author:fp-tsukioka
群馬県の「FPの家」施工会社
店舗・工場・公共工事の施工もします

カレンダー

05 | 2017/06 | 07
- - - - 1 2 3
4 5 6 7 8 9 10
11 12 13 14 15 16 17
18 19 20 21 22 23 24
25 26 27 28 29 30 -

最新記事

全記事表示

月別アーカイブ

カテゴリ

最新コメント

最新トラックバック

いらっしゃいませ

検索フォーム

リンク

RSSリンクの表示

ブロとも申請フォーム

QRコード

QRコード
上記広告は1ヶ月以上更新のないブログに表示されています。新しい記事を書くことで広告を消せます。