生物の勉強法　第11話　「光合成速度(生命現象を正しく理解する(その１))」

下の図は言わずと知れた光合成曲線だね。

ではここで問題です。

図が赤色光の場合の曲線だったとすると、緑色光の場合はどのように変化する？　

そう。暗期じゃない。今この場で考えて答えを出すんだ。でも、ちょっとおまけして選択問題にしよう。次の①～⑥の中に正解が１つある。

ではヒント。
光合成でよく使われる光の色は？
逆にあんまり使われない光の色は？

そうそう、それそれ。下の図のように習ったはずだね。

ということは、図が赤色光でおこなっていたものとすると、緑色光にすると…？

　そう。半分消去できたね。
　では①・④・⑤のうちのどれが正しいかを考えよう。
ここで必要なのは「光合成の作用スペクトル」の正しい
理解だ。
　まず第１に、赤色光の場合と緑色光の場合で光合成速度が違うけれど、これは「同じ強さの赤色光と緑色光を用いて」比較しているとい
うことだ。

そのとおり。
　例えば１万キロルクスの赤色光の場合の光合成速度は「10」、
同じく１万キロルクスの緑色光の場合の光合成速度は「5」、みた
いな感じだ。

　おおっ、いい感じ！
　例えば、同じ光合成速度「10」を得るには、
赤色光なら「20」の強さ、緑色光なら「30」
の強さが必要ということだ。

　あとは、光が強くなると光合成速度は一定になるけれど、
この一定になったときの値が赤色光と緑色光で違うのかどうかだ。

　おっ、いい調子。「どうして？」はとても大事だ。
こんなふうに考えればわかりやすい。

　そう、二人三脚の速さで考えるんだよ。
　例えばＸさん・Ｙさんそれぞれの最高速度は10km/時・20km/時とすると、この二人三脚の最高速度はいくつ？

　そうだよね。足が速いＹさんはＸさんに合わせるしかない。ＹさんがＸさんより速く走ろうとすると転んでしまうからね。
これと同じ理屈なんだ。光合成は「光が強いほど速くなる反応」と
「温度や二酸化炭素濃度が高いほど速くなる反応」の２つからなる。
つまり、これら２つの反応の二人三脚の速さが光合成速度だ。

　そう。そうすると次のようになる。
　仮に、現在の温度は20℃、二酸化炭素濃度は0.03%で、このときのＹの最高速度は「20」ということにしておく。
　光の強さが「0」のときは反応Ｘが走れないので、反応Ｙも走れない。なので二人三脚の速度(＝光合成速度)は「０」。
　光が強くなるにつれて反応Ｘが走りだし、それに合わせて反応Ｙも走り出す。つまり、光が強くなるにつれて二人三脚の速度(＝光合成速度)も上がっていく。それが区間Ａ。

　そう。反応Ｘは光が強くなれば「20」でも「30」でも速く走れるけれど、反応Ｙはそうはいかない。だから、今度は反応Ｘが反応Ｙに合わせることになる。それが区間Ｂだ。

では、一定になる高さを変えるにはどうしたらいい？　

　すばらしい、そのとおりだ。
例えば温度を変えてやれば…

…という感じになる。

　お見事！！

　この問題における「正しい理解」はまず「光合成の作用スペクトル」だ。縦軸の「光合成速度」は、いろいろな色の光を「同じ強さで」測定した場合のものだ。
　そして・・・

　そう。光合成は「光の強さで速さが変わる反応」と「温度・二酸化炭素濃度で速さが変わる反応」からなることが原因だったね。
　そして最後は「一定になる高さはどうやったら変わるか？」ということだ。

　そういう勉強法が役に立たないのは入試問題を解いたときに分かるよね。単純な穴埋め暗記問題しか解けないからね。
　それに、そんな暗記勉強法では生物がちっとも面白くないでしょう。