炭素同化反応と光電子伝達系に関する理解を深める

生物学や化学でよく取り上げられる炭素同化反応、光電子伝達系、そして太陽光と植物、動物の関係について、理解を深めるための記事です。特に間違いやすい記述がいくつかありますので、この記事ではその誤解を解消し、正しい知識を提供します。

1. 炭素同化反応に関する誤りの選択肢

炭素同化反応は、植物の光合成において非常に重要な役割を果たします。カルビン-ベンソン回路が行われるストロマでは、二酸化炭素が取り込まれ、最終的にグルコースが生成されます。ここで間違えやすい点として、以下のような誤った記述がよく見受けられます。

カルビン-ベンソン回路の説明: 「カルビン-ベンソン回路により6分子の3-ホスホグリセリン酸になる」という記述は、正しくありません。実際は、3分子のリブロース-1,5-ビスリン酸と二酸化炭素が反応して3分子の3-ホスホグリセリン酸が生成されます。
ルビスコの説明: ルビスコは二酸化炭素を固定する酵素で、酸素の供給源となるわけではありません。ルビスコの役割は炭素の固定であり、酸素を生成することはありません。

これらの誤りを理解し、正確な情報を押さえることが重要です。

光電子伝達系は、光合成の過程でエネルギーを得るために不可欠です。チラコイド膜上で行われるこの反応では、光のエネルギーを利用して水分子が分解され、酸素と電子が発生します。以下は光電子伝達系における誤解が生じやすい部分です。

光化学系Ⅱと光化学系Ⅰの説明: 光化学系Ⅱで発生した電子が光化学系Ⅰに渡される部分が誤って説明されることが多いですが、実際には光化学系ⅠとⅡが別々に作用し、光化学系Ⅱが酸素を生成するのが正しい説明です。
光化学系での酸素生成: 「光化学系Ⅱに到達した電子は、二酸化炭素を分解して酸素を発生させる」という記述は誤りです。酸素は光化学系Ⅱで水分子が分解される過程で生成されます。

これらの誤りを修正することで、光電子伝達系の理解が深まります。

動植物のエネルギーの流れについて、以下のような誤った記述もあります。

動物の消化過程: 「動物は植物が作った果実を食べ、デンプンをグルコースに変える」という記述が誤りです。動物は消化した食物からグルコースを吸収し、ミトコンドリアでATPを作りますが、この過程は動物が自ら行うものであり、植物の果実から直接グルコースを得るわけではありません。
植物と動物の相互依存: 「動物と植物は相互依存している」という部分は正しいですが、これには明確な説明が必要です。植物は二酸化炭素を吸収し、酸素を放出しますが、動物は酸素を使い、二酸化炭素を放出します。これが相互依存の関係です。

これらを理解することで、植物と動物のエネルギーの流れについて正確に知識を深めることができます。