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5分でわかる!C4植物の光合成

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5分でわかる!C4植物の光合成

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この動画の要点まとめ

ポイント

C4植物の光合成

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これでわかる!
ポイントの解説授業
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これまでに登場した植物は、C3回路によって光合成を行うC3植物でした。
しかし、C3回路は、強光下で二酸化炭素を吸収できないよという欠点がありました。
この欠点を克服するために、C3回路だけでなく、C4回路をもつようになった植物を、C4植物といいます。

C4植物は、C4回路とC3回路をもつ

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C4植物は、2つの回路をもっていますね。
図の左半分は、カルビン・ベンソン回路と全く同じC3回路です。

高校 生物 代謝5 ポイント2 図
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それに加えて、図の右の回路を、C4回路といいます。
C4植物は、C3回路に加えて、C4回路をもつことになりますね。

PEP→オキサロ酢酸→リンゴ酸→ピルビン酸

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C4回路で起こる反応の全体像を見てみましょう。
図で、C4回路の右下にPEPという物質が書かれていますね。
PEPは、ホスホエノールピルビン酸の略です。

高校 生物 代謝5 ポイント2 図
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PEPからはオキサロ酢酸が生成されます。
このオキサロ酢酸からリンゴ酸が生成され、次にピルビン酸が生成されます。
そして、ピルビン酸から再びPEPが合成されます。

C4回路ではPEPCがCO2を取り込む

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では、C4回路は具体的にどのような働きをしているのでしょうか?
ポイントは、CO2が空気中から取り込まれるタイミングです。

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C3植物は、C3回路の1番目の反応で、RuBisCOによってCO2を取り込んでいましたね。
C4植物は、C3回路ではなく、C4回路にてCO2を取り込むのです。

高校 生物 代謝5 ポイント2 図
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PEPからオキサロ酢酸が生成されるときに、PEPにCO2が結合していますね。
このときに、PEPCという酵素の働きによって、CO2が空気中から取り込まれるのです。
PEPCは、ホスホエノールピルビン酸カルボキシラーゼの略です。

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C3回路にてCO2を取り込む働きをしていた酵素は、RuBisCOでしたね。
しかしRuBisCOは、強光下ではオキシゲナーゼとして働いてしまうという欠点がありました。
つまり、酸素を取り込み、二酸化炭素を排出するようになってしまうのです。

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一方、C4回路のPEPCは、強光下でもオキシゲナーゼになることがありません
どんな条件下でも、空気中のCO2を効率よく取り込み、PEPに結合させることができます。
これがC4回路の特徴です。

高校 生物 代謝5 ポイント2 図
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C4植物の例としては、トウモロコシサトウキビがあげられます。

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Hoshino

この授業の先生

星野 賢哉 先生

高校時代に生物が苦手だった経験をいかし、苦手な生徒も興味をもてるように、生命現象を一つ一つ丁寧に紐解きながら、奥深さと面白さを解説する。

C4植物の光合成
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