この間、大学のオープンキャンパスに行って来たのですが、
その時にいろいろな研究室・実験室を見学しました。
その研究室の1つで「ルビスコ」という言葉を聞きました。
確か光合成において酸素が発生することが光合成の妨げになる、
といった話で聞いたのだと思います。

この「ルビスコ」って何なのですか?
記憶ではCO2からの矢印の下に「ルビスコ」と
書いてあったような気がするのですが、
言葉すらもいまいち思い出せません。
○○スコという言葉だったのは覚えているのですが・・・

真剣に聞いていたわりに記憶にとどまっていないというのがとても悔しいです。
誰か言葉の意味も含めて教えて下さい(高2に分かる程度で)。
お願いしますっ!(-人-)

A 回答 (3件)

ルビスコとはまたえらく最先端な用語が出てきましたね(^^)


RuBisCO といって、光合成における主要なCO2固定酵素のことです。
つまり、葉の細胞内にCO2を取り込む働きをしているわけですね。

「酸素が発生することが光合成の妨げになる」というのはこういうことです。

無酸素状態ではCO2の固定をおこなうルビスコですが、逆に酸素があると光呼吸という別の反応をおこしてしまうのです。
だから、現在生命工学者が必死になって研究しているのが、「酸素濃度が上がっても容易に光呼吸に遷移しない酵素の発見」「光呼吸を上回る効率で炭酸ガスの固定を行う酵素の発見」なんですね。

http://www.kyoto-np.co.jp/kp/people/gakken/gakke …
http://ss.tnaes.affrc.go.jp/~toshokan/tayori/93/ …
http://cse.tnaes.affrc.go.jp/suzuki/EnzAssay-j/R …

参考URL:http://www.kyoto-np.co.jp/kp/people/gakken/gakke … , http://ss.tnaes.affrc.go.jp/~toshokan/tayori/93/ …
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この回答へのお礼

おぉ!こんなに早く回答いただけると嬉しいです(^^)

「ルビスコ」って案外最先端なんですね。初耳です。
でも、その言葉を知ってる自分がちょっと得意。笑

>逆に酸素があると光呼吸という別の反応をおこしてしまうのです。
なるほど。だから酸素が光合成の妨げになるんですね。
「酵素の発見」の話も大変分かりやすいです。

すごく分かりやすい説明で、
その上参考URLまでたくさん挙げていただきありがとうございます!

お礼日時:2001/08/11 17:45

>sesameさんのお礼の欄に書き忘れたのですが、「光呼吸」って何ですか?


>一般に言う「酸素を吸収して二酸化炭素を放出する」とは違うのですか?

ではまず呼吸の話から行きましょう。
なんで酸素を取り込み、二酸化炭素を放出する必要があるのでしょうか?

それは酸素が生命維持のために必要な物質だからです。
酸素は肺で体内に取り込まれ、体内の隅々まで輸送されます。
そしてその部位にあるミトコンドリアでATPなどのエネルギー源を
作り出します。これが私たちの生命を維持しているのです。
これは植物でも動物でも同じ事がいえます。

ここで特に酸素の取り込みなのですが
動物の場合には口から酸素を吸い込みますね。
しかし植物の場合には光に依存して周りの酸素を使い呼吸を行うのです。
つまり太陽光がある時だけに起こる反応なんです。
ですから光呼吸と呼ばれるんです。

光呼吸にはもうひとつ役割があるのですが
それは参考URLのページをみてください。

おわかりいただけたでしょうか?
がんばって勉強して希望の大学へ進学してください(^-^)

参考URL:http://lib1.nippon-foundation.or.jp/1998/0338/co …
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この回答へのお礼

>太陽光がある時だけに起こる反応
だから「光呼吸」っていうんですね。なるほど。

参考に挙げていただいたURLのページの説明も
とても分かりやすかったです。
ありがとうございます(^^)

お礼日時:2001/08/13 02:34

sesameさんの説明で完璧だと思うのですが


若干付け加えます。

>ルビスコ(RuBisCO)は光合成における主要なCO2固定酵素のことです

酵素というのはAという物質からBという物質にかえる反応の手助けをするものです。よくいわれるのはAとBの間にはやまがあって
それをこえるためにはこの酵素の手助けがないとこえられないのです。
化学で言う触媒と同じ機能をもつと考えていいと思います。

で酵素というのは通常あるひとつの基質(物質)と反応して
特定の形に変化させるんです。
ですがこのルビスコという酵素は特殊で
2種類の反応の手助けをするんです。だから2機能酵素ともいうんですよ。
その2種の反応というのがsesameさんの書かれている
CO2固定という反応と、光呼吸という反応なんです。

私もオープンキャンパスで高校生相手に
色々説明しましたがやはりきょとーんとしてる子が多かったですね。
あとchemistryさんがいかれた大学のホームページに詳しい事が
かいてあるかもしれませんよ。
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この回答へのお礼

>このルビスコという酵素は特殊で・・・
2種類の反応の話、とても分かりやすいです。
酵素の所は前に勉強したのですが
詳しい説明が復習になってよかったです(^^)

>光呼吸という反応
sesameさんのお礼の欄に書き忘れたのですが、「光呼吸」って何ですか?
一般に言う「酸素を吸収して二酸化炭素を放出する」とは違うのですか?

>大学のホームページに詳しい事が・・・
言われてみればそういう手もありますね。
これは気がつきませんでした。さっそく見てみます。

補足説明ありがとうございました。
とっても分かりやすくて良かったです。

お礼日時:2001/08/12 01:25

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葉の働きで、光合成をするときが酸素を作って、

呼吸するときが、二酸化炭素を作るんですか?

いつも勉強してるときに酸素が作られるんだって思っても、二酸化炭素が作られると出てくる問題もあって混乱します…。

この2つだけですよね?

Aベストアンサー

そのとおりです

きびしく言うと、酸素や二酸化炭素を作ろうとしたんではなく、
光合成や呼吸をした結果としてできてしまったので排出するんです
http://www.max.hi-ho.ne.jp/lylle/shokubutu3.html

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斑入りの葉をとってきて,温めたエタノールにつけて脱色し,ヨウ素液に浸して染まり方の違いを観察するための実験中に行われる脱色は,葉が緑だと観察しづらいので真っ白にして,観察しやすくするためです。でもnattochanさんの実験の脱色はこのための脱色ではないのですよね?
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もう一度,実験方法を検討してみてはどうでしょう。
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Q光合成の問題

さっぱり解けませんでした。

(1)3万ルクスの光の下で1時間100cm^2当たりに合成されたブドウ糖量
  を求めよ。
(2)3万ルクスの光の下で1時間100cm^2当たりに増加したブドウ糖量
  を求めよ。
(3)10万ルクスの光を10時間当て、その後14時間暗黒下に置いた。
  24時間後の乾燥重量の増減は100cm^2当たりどうなるか。
(4)9万ルクスの光を何時間か当て、その後18時間暗黒下に置いた。
  すると乾燥重量に増減は見られなかった。何時間光を当てたのか。

グラフ:この植物の呼吸量は4で、
 縦軸、(CO2吸収量・mg/100cm^2・時)-4~8までのふた目盛り刻み、
 横軸、照度(万ルクス)0~10までのひと目盛り刻み
 補償点は2万ルクス、光飽和点は6万ルクスのときです。
 見かけの光合成量は
 (万ルクス , CO2吸収量・mg/100cm^2・時)
=(2,0),(3,2),(4,4),(5,6),(7,8),(6,8),(8,8),
(9,8),(10,8)です。
  (*)100cm^2は100平方センチメートルのことです。

質問:
(1)見かけの光合成量から求めることができないのはどうしてですか。
  また、例えば5万ルクスのとき真の光合成量を求めるとき
  呼吸量-4という数字なのに10mgとなるのはどうしてですか。
  真の光合成量を求めるとき、呼吸量をマイナスして考えるのでは
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(2)(1)の問題と違う点は何ですか。違いがわかりません。

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よろしくお願いします。

  
 

さっぱり解けませんでした。

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(2)3万ルクスの光の下で1時間100cm^2当たりに増加したブドウ糖量
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(3)10万ルクスの光を10時間当て、その後14時間暗黒下に置いた。
  24時間後の乾燥重量の増減は100cm^2当たりどうなるか。
(4)9万ルクスの光を何時間か当て、その後18時間暗黒下に置いた。
  すると乾燥重量に増減は見られなかった。何時間光を当てたのか。

グラフ:この植物の呼吸量は4で、
...続きを読む

Aベストアンサー

解法の仕方は,お二人が説明していますので省きます。光-光合成曲線について説明しましょう。

光-光合成曲線は,密封した容器(マノメーター)に,NaHCO2を入れ二酸化炭素濃度を一定にして,酸素の吸収・放出量をプロットし,光合成量と呼吸量を求めたものです。

暗黒中で測定すると,呼吸によって酸素は吸収されます。だから-の符号が付いているのです。これが呼吸量です。

光を当てますと,良いですか光が当たればですよ,そこから光合成を始めます。しかし,光合成量より呼吸量が勝っていますから相変わらず酸素は吸収されます。

もっと光を強くすると,酸素が吸収も放出もされなくなります。これが補償点です。何もしていないのではなく,光合成量と呼吸量が等しくなったからです。

その後は,光合成量が勝りますので酸素は放出されます。ここで+の符号となります。あたかも,ここから光合成が始まったかのように見えるため,これを見かけの光合成量といいます。

あなたの理解できていない点は,(1)植物は光とは関係なくいつでも呼吸しているということ,(2)植物は,少しでも光が当たればそこから光合成をするということです。

ただ暗記しようとするのではなく,「何故,どのようにして」と絶えず疑問を持ちながら勉強してください。

がんばりましょう

解法の仕方は,お二人が説明していますので省きます。光-光合成曲線について説明しましょう。

光-光合成曲線は,密封した容器(マノメーター)に,NaHCO2を入れ二酸化炭素濃度を一定にして,酸素の吸収・放出量をプロットし,光合成量と呼吸量を求めたものです。

暗黒中で測定すると,呼吸によって酸素は吸収されます。だから-の符号が付いているのです。これが呼吸量です。

光を当てますと,良いですか光が当たればですよ,そこから光合成を始めます。しかし,光合成量より呼吸量が勝っていますから...続きを読む

Q光合成と葉緑素の関係

台所でカイワレ大根の栽培をしてみて疑問に思ったので教えて下さい。
カイワレ大根と言うのは、まず日に当てずに発芽させて、ある程度育ったところで日光に当てます。
すると白いモヤシみたいなカイワレが緑色のおいしそうな色になるんですね。

この緑色というのは当然、葉緑素の色であってこの緑色が光合成に必要だということは、昔理科で習った記憶があります。

光合成には葉緑体が必要、葉緑素ができるには光合成が必要。
にわとりが先かたまごが先かに似ていますが、もともとモヤシみたいなカイワレ大根に葉緑体はないわけですよね。
理科の授業では、光合成に葉緑素が必要だという実験を行いましたが、まず葉緑体ありきの実験でした。
そもそも葉緑素というのは、どの段階で生産されるものなんでしょうか?

カイワレを例に、できれば子供に説明できるように教えて下さい。

Aベストアンサー

葉緑体はもともとサイアノバクテリアと呼ばれる独立した生物で、それが別の真核細胞に取り込まれ葉緑体になったといわれています(共生説)。そして葉緑体(ミトコンドリアも)は卵子にはじめからあり、すべての細胞にすくなくとも少量含まれています。それが光合成に適した条件になると、分裂して増えます。
>葉緑素ができるには光合成が必要。
ここは微妙です。緑化(脱黄化)は、植物の持つファイトクロム(葉緑素ではありません)と呼ばれる光受容体に、赤い光が当たることにより起きます。この反応はエネルギーというより赤い光を信号として捉えており、光合成が必要という説は浅学にして聞いたことがありません。

Q光合成

ある問題集(名古屋大学の過去問)の答えに関することなのですが、
6CO2+6H2O→C6H12O6+6O2
と書くよりも、
6CO2+12H2O→C6H12O6+6O2+6H2O
と書く方が、発生する酸素の由来がすべて水由来であることがわかりやすい。
と書いてあったのですが、なぜなのでしょうか?

僕には理解できません。どなたかお教えください。m(_ _)m

Aベストアンサー

6CO2+12H2O→C6H12O6+6O2+6H2O
6CO2+12H2S→C6H12O6+12S+6H2O

共に光合成の反応式です。下は緑色硫黄細菌等のものです。これならば酸素は水由来で,水が再合成されたことが良くわかりますよね。

緑色植物の光合成で酸素が水由来であることは,下記のような酸素の同位体を利用しクロレラに光合成をおこなわせた実験で,ルーペンがあきらかにしました。
(*が18Oの同位体です。)

6CO2+12H2O*→C6H12O6+6O*2+6H2O
6CO*2+12H2O→C6H12O6+6O2+6H2O

ですから 6CO2+6H2O→C6H12O6+6O2 と書き表してはいけないのです。

Q大豆 たんぱく質 光合成 メカニズム

 植物の光合成で、水と二酸化炭素を原料にでんぷんが作られるということは知っています。
 しかし、大豆のようにたんぱく質が多い食品があります。少ない成分なら、根から吸収するということもあり得るのでしょうが、半分以上がたんぱく質ということは、大豆自身が体内で合成しているとしか考えられません。
 植物の中で合成している場合、原料は何(光合成の場合の水と二酸化炭素のように外部から取り入れたもの、光合成で作ったでんぷん など)で、どのようなメカニズムで作られているのか疑問がわきました。

 植物の中で、たんぱく質はどのように作られているのでしょうか。また、その反応について、光合成のような呼び名があるのでしたら、何と呼ばれているのでしょうか。



 この疑問の背景には、次のようなことがありました。

 子供の理科のプリントを見ていたら、(1)イネの種子の主成分と(2)大豆の種子の主成分を答えさせる問いがありました。 光合成について勉強する単元でのものです。

 光合成なのででんぷんがつくられる、また、イネの種子は米で主成分はでんぷんということで、(1)はでんぷんと即答できたのですが、(2)の大豆は、畑の肉と呼ばれるくらいたんぱく質が多い、しかし、光合成でたんぱく質ができるのかな、でも、イネとの対比での問題だからたんぱく質でいいのかな となかなか答えがわかりませんでした。正解を見ると、(1)はでんぷん、(2)はたんぱく質でした。

 植物の光合成で、水と二酸化炭素を原料にでんぷんが作られるということは知っています。
 しかし、大豆のようにたんぱく質が多い食品があります。少ない成分なら、根から吸収するということもあり得るのでしょうが、半分以上がたんぱく質ということは、大豆自身が体内で合成しているとしか考えられません。
 植物の中で合成している場合、原料は何(光合成の場合の水と二酸化炭素のように外部から取り入れたもの、光合成で作ったでんぷん など)で、どのようなメカニズムで作られているのか疑問がわきました...続きを読む

Aベストアンサー

こんにちは、

植物はがタンパク質を作る過程には2つのステップがあります。
まずは、アミノ酸を作ること。
次に、アミノ酸をつなげてタンパク質をつくること、です。

植物においてアミノ酸を作る過程を「窒素同化」といいます。
植物は土の中の硝酸塩やアンモニウム塩に含まれる窒素(N)を取り込んでアミノ酸を作ることができます。
ところで植物が光合成をおこなうことはとても有名ですが、同時に呼吸も行っていることはご存知ですか?
植物は呼吸によって酸素を取り込み、光合成で作った炭水化物を分解してエネルギーを得ます。
(この時二酸化炭素ができるので、排出します。動物の呼吸と一緒ですね。)
呼吸はじつはとても複雑な化学反応の過程を経ます。
この複雑な化学反応の途中でできる、「ピルビン酸,α-ケトグルタル酸,オキサロ酢酸」といった物質と「窒素」を原料にアミノ酸を作るのが「窒素同化」です。

次に、「タンパク質合成」を行います。
タンパク質は、いろいろな種類のアミノ酸がたくさん連なったものです。
どのアミノ酸がどの順番でつながればいいのか、その設計図はDNAにあります。
DNAの中から必要な部分をコピーし、「アミノ酸」を原料に「タンパク質」をつくります。
DNAから必要な部分をコピーすることを「転写」、コピーを使ってアミノ酸からタンパク質を合成することを「翻訳」といいます。

これらの詳しい過程(光合成の過程を含む)は高校の生物IIの分野と大学の分子生物学で習います。
呼吸とタンパク質合成は動物・植物どちらも行いますが、窒素同化は植物しかできません。
そのため、動物はアミノ酸を作るのに必要な窒素をタンパク質を食べることで補います。
詳しい過程を知りたい場合は、以下のURLを参考にどうぞ。

窒素の同化
http://www.keirinkan.com/kori/kori_biology/kori_biology_2/contents/bi-2/1-bu/1-3-4.htm

呼吸
http://ja.wikipedia.org/wiki/%E5%91%BC%E5%90%B8

転写
http://ja.wikipedia.org/wiki/%E8%BB%A2%E5%86%99_(%E7%94%9F%E7%89%A9%E5%AD%A6)

翻訳
http://ja.wikipedia.org/wiki/%E7%BF%BB%E8%A8%B3_(%E7%94%9F%E7%89%A9%E5%AD%A6)

こんにちは、

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植物は土の中の硝酸塩やアンモニウム塩に含まれる窒素(N)を取り込んでアミノ酸を作ることができます。
ところで植物が光合成をおこなうことはとても有名ですが、同時に呼吸も行っていることはご存知ですか?
植物は呼吸によって酸素を取り込み、光合成で作った炭水化物を分解してエ...続きを読む

Q光合成色素と進化

植物の進化に光合成色素はどのような関わりがあるのか調べています。その事について参考になるような事を教えてください。
また、陸上植物はほぼ緑色だけれど、海藻はワカメの褐藻・ノリの紅海・アオサ・緑海となぜ多種にとんでいるのでしょうか?教えてください。

参考になるよなサイトなどもありましたら、教えてください。

Aベストアンサー

植物というより、生物の進化を考えてみます。
最初の生物は光合成能力がありませんでした。
しかし、光合成ができる生物が登場し、その子孫が真正細菌となりました。また、以前からいた光合成能力がないものが古細菌となります。
化学的に見て光合成と酸素呼吸はよく似ています。おそらく、光合成のための機能を利用して酸素呼吸ができるようになったものと思われます。真正細菌の多くは光合成能力を二次的に失いましたが、藍藻類など光合成をするものも多く残っています。
さて、光合成や酸素呼吸ができない古細菌の仲間に酸素呼吸ができる真正細菌が共生し、真核生物が誕生しました。
共生している細菌はミトコンドリアとなりました。
また、真核生物に藍藻類が共生して光合成をするものも現れました。共生した藍藻類は葉緑体となります。
ミトコンドリアの共生は一回だけ起きたと考えられています。しかし、葉緑体の共生は複数回起きたと考えられます。
つまり、緑藻類と陸上植物が比較的近縁であることはわかっていますが、褐藻類や紅藻類は系統的にかなり離れていて別々に葉緑体を獲得したことがわかっています。
たとえば緑藻や紅藻の葉緑体は二重の膜に覆われ、藍藻類を共生させたものとわかりますが、褐藻の葉緑体は四重の膜に覆われ、葉緑体を持った藻類を更に共生させて葉緑体にしてしまったものです。
葉緑体を獲得した時点で色素が違っていたからと言えるでしょう。
参考に筑波大学の藻類のホームページを載せておくので、詳しくはそちらを見てください。

参考URL:http://www.biol.tsukuba.ac.jp/~inouye/ino/contents.html

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