2003.9.20


エノコログサ
(狗尾草)

イネ科

「光合成」という言葉は誰でも知っていると思います、理科の授業の中に出てきました。
でも、光合成とは? と聞かれると、答えは難解です。

植物の葉が太陽光エネルギーを受けて、二酸化炭素を吸収して、酸素を放出する・・・
(わたしの中での認識です)

しかし、正確には、
植物の葉緑体に含まれている葉緑素に光が当たると、葉緑素は光の力をうまく利用して、空気中に存在する二酸化炭素と、根からすい上げた水で光合成を行い、炭水化物を生成し、同時に酸素を放出する。

もう少し正確に言うと、
植物の光合成は光のエネルギーを用いて行う炭素(C)の固定のことを言い、
「二酸化炭素(CO2)と水(H2O)から炭水化物(Cn(H2O)m)と酸素(O2)をつくる」ということになります。

これを化学式で表すと、
nCO2+mH2O+hν->Cn(H2O)m+nO2  (hν:光のエネルギー)
ということになり、もう付いていけません。

光のエネルギーを化学エネルギーに変換するプロセス。
具体的には、緑色植物、藻類、数種のバクテリアなどクロロフィル(葉緑素)をもつ生物が、光のエネルギーを利用して、二酸化炭素と水から、グルコース(ブドウ糖)などの炭水化物をつくりだすこと。
実際には、地球の生物圏の生物にとって役にたつエネルギーはすべて、光合成によってもたらされたものなのである。

この辺の説明なら分かる気がします。

前置きが長くなりました。
すべてを理解するのはひじょうに難しいことなので、次に進みます。

光合成における炭素固定回路の違いから、植物には「C3」回路を持つものと、「C4」回路を持つものとに分けられ、それぞれ光合成特性が異なる。
ということを説明しておきます。

そのなかで、森林などを構成する樹木は「C3」植物だそうです。

「C4」植物は、基本となる「C3」の回路に、CO2取り込みの前回路が付け足されたものだそうです。
CO2を濃縮供給するCO2ポンプを内蔵し、車にたとえれば、ターボエンジンのようなもの。
このため、気孔をいつも大きく開けなくて済むので、水の利用効率もよくなります(C3植物の約半分で済む)。
これらのことから、「C4」植物は光合成の効率が、一般の「C3」植物より高くなります。

一般に強光、高温、乾燥の条件下では「C4」有利といわれ、イネ科の雑草の多くはこのC4回路を持っているので、高温・高日照りの夏に強く、水の量も節約することが出来るので、乾燥した場所でも平気なのです。
穀物の中では、イネ・コムギは「C3」、トウモロコシは「C4」です。

現在では、イネ・ムギなどの「C3」植物に「C4」光合成をさせるようにする研究が行なわれているそうです。