1 光合成は、空気中の二酸化炭素(CO)から生体に必要な炭素化合物を生成する重要な反 応である。この反応の経路(みちすじ)は、放射性同位元素を用いるトレーサー実験や、関 係する酵素や代謝物などを調べることによって明らかにされた。 緑藻で調べたトレーサー実験の結果から次のようなことがわかった。 (a) 放射性のCO2 を緑藻に与えて光合成をさせると、最初に PGA (炭素数3の物質)に 放射能が取りこまれた。 (b) 緑に "CO2 をやや長時間 (10分) 与えて光合成をさせると, 中間産物 (この反応経 路上の代謝物)のすべての炭素原子に "Cが分布するようになる。ここで、CO2濃度 を 1%から0.003%に低下させると、最初の約1分間 PGAが減少し, RuBP(炭素数 5の物質)が増加した (図1)。 (c) (b)と同様に™CO2 を10分間与えて光合成をさせた後、 急に光を遮断すると一時的に PGAが増加し, RuBPが減少した(図2)。 CO2 (1%) CO2 (0.003%) 濃度(相対値) 041 PGA RuBP 0 60 時間(秒) 120 図2 濃度(相対値) 明 PGA RuBP 0 60 120 気体が他の物質に くっつくこと時間(秒) 問1 この緑藻で CO2 が固定される最初の反応を反応式 (A + B → C +D) で表した場合. A~Dはどのような物質か。 ただし同じ物質を2回使ってもよい。 問2 (b)の実験で RuBP が増加するのはなぜか。 問3 炭酸固定系は, 循環することから回路とよばれる。この回路には発見者の名前がつ けられている。 この回路の名称を記せ。 問4 この回路は葉緑体のどの部分ではたらいているか。 名称を記せ。 問5 この緑藻に光が照射されると, この経路の反応の進行に必要な中間産物以外の2つ RUBP、PGA の物質がチラコイドでつくられる。 それは何か。 問6 (c) の実験で PGAが増加し, RuBP が減少する理由を述べよ。 問7 (a)の実験をさらに長時間(約30分) 続けると, "Cはどのような物質に見られるか。 が見られる物質のうち, 高分子物質を3つあげよ。 問8 生物には、回路となっている代謝系が,この光合成の二酸化炭素同化反応経路以外 もある。1つ例をあげ、その回路の名称とそれが生物のどのようなはたらきにかかわ るかを記せ。 [03 お茶の水大 酸化炭素 少ない (b) CO2なし C 3 PGA (c)光なし × C3 POA 蓄積 RuBP (C5) Ru