光合成のグラフの変化

問題のグラフが載せられませんので、質問の意図がわかりにくいかもしれませんが・・・
次のグラフの変化について理解できませんでした。

温度10℃、CO2濃度0.03％のときの、ある植物における光強度(横軸)と、O2発生速度(縦軸)
のグラフについて、呼吸速度は光の有無に無関係とし、呼吸も暗反応も温度変化に
よって同じ割合で速度を変えるものとせよ。なお、暗反応が最大速度で進行する
ためには0.03％よりもはるかに上のCO2が必要である。

(1)今、温度だけを20℃に変えたとすると、呼吸速度、補償点はどのように変化
するか。

(2)このグラフが赤色光を照射したときのものとするならば、緑色光を照射して
他の条件は変えずに測定して同様のグラフを作ると、赤色光のときに比べて、
呼吸速度、補償点はどのように変化するか。

(1)について
傾きは変化がなくとも、呼吸速度はマイナスの方へ動き、補償点が右方向へ
移動するのはどうしてなのでしょうか。
呼吸速度がさらにマイナスに動くということが理解できてません。
また、補償点はなぜ左方向に移動ではいけないのでしょうか。
右方向に動く理由がわかりません。

(2)について
これも補償点がどうして右に動くと考えるのか、わかりませんでした。

よろしくお願いします。

No.4 ベストアンサー 回答者： TTOS 回答日時： 2004/12/19 20:02

>呼吸量が多くなることでブドウ糖がその分多く消費される

そのとおりです。

　呼吸量が多くなる
＝ブドウ糖の分解が多くなる
＝酸素の吸収が多くなる
＝二酸化炭素の放出が多くなる

これらは同じ現象を別の言葉で言っているだけですね。

呼吸：ブドウ糖＋酸素→二酸化炭素＋水

補償点は、呼吸による酸素の吸収と光合成による酸素の放出が等しくなる光の強さですね。

呼吸による酸素の吸収が多くなれば、同量の酸素を放出するためにより強い光が必要になります。

それをグラフに現すと「補償点が右に移動する」ことになります。

この回答へのお礼

なるほど！
これで解決できました。何度もお答えいただきまして、ありがとうございます。
補償点について改めて色んな視点から考えさせられるいい機会でした。

ありがとうございました。

お礼日時：2004/12/20 02:48

No.3 回答者： TTOS 回答日時： 2004/12/18 09:58

光合成速度は大きく言って3つの要因で左右されます。

光の強さ，温度，二酸化炭素濃度
この中でもっとも条件の悪いものを変えると光合成速度が変わり，十分与えられている条件が多少変わっても光合成速度に変化はありません。

問題文の植物にとって，もっとも足りない条件は二酸化炭素ですので，温度を多少変えても光合成速度に影響は無いと判断します。

しかし呼吸速度については，温度が高くなると早くなります。

グラフの縦軸が酸素発生速度ですね。

暗黒であれば酸素発生速度は呼吸による酸素消費だけ。つまりマイナスの発生になります。

暗黒で温度を10℃から20℃に変えたと考えてください。酸素発生はマイナスに動きます。

すべての光条件について呼吸速度は同じですから，グラフ全体が下に下がります。

右上がりのグラフが全体的に下にずれるので,酸素吸収がゼロである補償点は右にずれます。

参考URL：http://www.fujijuku.net/biollec/7.HTML

この回答への補足

ありがとうございます。
＃１の方の補足欄にも書いたのですが、呼吸量が増えることでグラフが移動
するのは理解できるようになりましたが、呼吸量が増えることで補償点が移動する
というのにはグラフ以外のことで何か理由があるのでしょうか。

よろしくお願いします。

補足日時：2004/12/19 00:47

No.2 回答者： appleup 回答日時： 2004/12/18 08:38

２）の補足で、吸収スペクトルと光合成の作用スペクトルです。

参考URL：http://www.mate.pref.mie.jp/marc/KOBANASHI/koban …

No.1 回答者： appleup 回答日時： 2004/12/18 08:35

ずいぶん昔にかじった程度なので、満足がいく回答になるか判りませんが。

１）は温度を10℃から20℃に上げた場合ですね。
これは冬から春などをイメージしていただければ理解しやすいと思うのですが、温度が上がることで植物も活発に活動します。そのため、呼吸速度も上がる（酸素発生速度がマイナスに大きくなる)ということです。
そして問題文の条件に「呼吸も暗反応も温度変化によって同じ割合で速度を変える」
とあるので、酸素発生速度も温度に比例して大きくなるので、傾きは変わらないということです。
例で説明すると、
10℃で酸素発生速度（縦軸、yとする）がy=-3であったとします。20℃にすることで呼吸が活発になりy=-5になったとします。
問題文の条件より同じ傾き（傾きを１とする）で光合成を行うことになるので、光強度（横軸、xとする）との交点が補償点に相当しますが、x=0のときy=-3でスタートした10℃の条件ではx=3が補償点になります。
一方x=0のときy=-5でスタートした20℃の条件ではx=5が補償点になります。
温度が上がることで活動が活発になり酸素発生速度がマイナスに大きくなった結果、補償点は大きくなり、右に動くということです。

２）は光合成に利用する光の波長を知っていなければなりません。
語弊があるかもしれませんが言い切ってしまうと、
光合成は赤色光の光を吸収して利用しています。緑色光はあまり利用せず、反射してしまいます（だから葉っぱは緑に見える）。
そしてこの問題で行っていること、赤色光から緑色光に変化させるということは、光の強さを弱めたということです。すなわち光合成の効率が悪くなったということです。グラフでは今度は傾きが変化し小さくなったということになります。
先ほどの例で説明しますと、
x=0のときy=-3の酸素発生速度だった条件で、赤色光では傾きが１であったとします。
緑色光にすることで、呼吸速度は変わらないので一定y=-3ですが、光合成が出来にくくなり、傾きが１未満、0.5になったとします。そうすることで、補償点は３から６になって、右に移動したとなります。

補償点が左に動くということはこのグラフの場合だと、光が強くなったり、二酸化炭素が多くなったりして、光合成の効率が高くなった場合に起こります。もちろん光合成も無制限ではなく、ある程度以上の光や二酸化炭素量で飽和します。

参考URL：http://www.biol.s.u-tokyo.ac.jp/users/sonoike/sh …

この回答への補足

ありがとうございます。
だんだんわかるようになってきました。
あとひとつだけ補足質問させて下さい。

呼吸量が多くなると補償点が右に移動するのは、グラフをずらせばそうなんだ
ということはわかりますが、例えば呼吸量が多くなることでブドウ糖がその分
多く消費されるから補償点が右に動くとか、そういったことは考えられないので
しょうか。

よろしくお願いします。

補足日時：2004/12/19 00:41