葉緑体の構造
光合成のしくみ
| １.光合成の場：葉緑体（クロロプラスト） 葉緑体ではチラコイドが層状に重なり，グラナを形成している。チラコイド膜には，光エネルギー吸収のクロロフィルを含む光化学反応系が組み込まれている。それ以外のストロマには，二酸化炭素を固定して炭水化物を合成するカルビン・ベンソン回路が存在する。 |
葉緑体の構造
クロロフィルの分子構造
| 2.光化学反応系 光はまずクロロフィルに吸収され還元力の高い電子を出す。その結果，クロロフィル分子が電子不足の状態となり，この電子を補給するために水の分解反応が起こる。４回の光反応が繰り返されると１分子のＯ２がでる。 この反応を光化学系Ⅱという。
光化学系Ⅱで発生した電子は，Ｑからシトクロムb/f複合体を経て，もう一つの光化学系Ⅰに渡される。この間にＨ＋（プロトン）がチラコイド膜の外側から内側に運ばれる。光化学系Ⅰで受け取った電子は光反応で還元力がさらに高められ，最終の受容物質であるＮＡＤＰ＋に渡されＮＡＤＰＨになる。（下図） |
| 一方，この電子伝達に伴ってチラコイド膜の内側にはＨ＋が高濃度に蓄積される。蓄積されたＨ＋が一気に逆流して流れ出るとき，ＡＤＰからＡＴＰが合成される。これを光リン酸化反応という。（下図） |
（上図のチラコイド膜と，内腔，外腔の配置が逆になっているので注意）
| ３.二酸化炭素の固定 光化学反応系でつくられたＮＡＤＰＨ（還元力）とＡＴＰ（化学エネルギー）によって，二酸化炭素が還元され，グルコースやデンプンが合成される。この反応系はカルビン・ベンソン回路と呼ばれ，ストロマ部分に存在する。 回路の基本骨格は，まず，３分子のＣＯ２が３分子のＣ５化合物と反応し，６分子のＣ３化合物になる。このうち５分子のＣ３化合物はＣ５化合物に再合成されて元にもどる。残りの１分子のＣ３化合物が糖の材料として使われ，グルコースやデンプンになる。（下図） |
カルビン・ベンソン回路
（回路の詳細はプリントアウトして確認する）
