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発展問題
□83.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,H2O 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, 還元力をもっ
(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) 分子つくられ
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。
図 葉緑体における光合成反応の概略
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。
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。
(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。
ヒント
(信州大改題)
問5 図中の (a)~(d) のうち最も反応速度の遅い反応が、 光合成反応の速度を限定する。
光エネルギー
(A) 電子伝達(B)(D)
/ チラコ
(H2O (C)
ハイド
+H+
(G) (b)
(F)+
<ストロマ>
PGA
(E)
(a)
CO2
GAP (c)
(d)
(G)
(F)+
RuBP
光合成産物
2
