酵素と呼吸・光合成
酵素反応の特徴、呼吸と光合成によるエネルギー・物質の流れ。
酵素
- 触媒作用：反応の活性化エネルギーを下げる。自分は消費されない
- 基質特異性: 鍵と鍵穴のように特定の基質にだけ働く
- 温度・pH に最適値がある。高温ではタンパク質が変性して失活
呼吸（異化）
- 解糖（細胞質基質）: グルコース → ピルビン酸、少量のATP
- クエン酸回路（ミトコンドリア）: CO₂ を放出し NADH 等を生成
- 電子伝達系（内膜）: O₂ が最終電子受容体。ATP を大量合成
- 無酸素下では乳酸発酵（筋肉）やアルコール発酵（酵母）
光合成（同化）
- 光化学反応（チラコイド膜）: 光エネルギーで ATP と NADPH を生成、水から O₂ を放出
- 炭素固定反応（ストロマ、カルビン回路）: CO₂ を糖へ固定（ATP・NADPH を消費）
- 光合成色素：クロロフィル a/b、カロテノイド。吸収スペクトルと作用スペクトルの対応
例題
植物の葉の細胞では、光合成と呼吸はどこで起こり、エネルギーの点でどう異なるか。
解答・解説
光合成は葉緑体、好気呼吸の主要な反応はミトコンドリアで起こります（解糖系は細胞質基質）。光合成は光エネルギーを有機物に蓄え、呼吸は有機物から取り出したエネルギーで ATP を合成します。葉緑体でも ATP はできますが、主に炭素固定反応で消費されます。植物も昼夜とも呼吸しています。
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