二酸化炭素の固定に使われる水素

質問

正誤問題で、これが正となってたので疑問に思いました。

「二酸化炭素の固定にはATPの他に水素伝達系で生じた還元物質[H]が必要である。」

二酸化炭素の固定に使う水素はチラコイドで行われる水の
分解により生じたものではないのでしょうか。

水素伝達系の水素は最後に酸化されてATPの生成に使われてしまう
のではなかったでしょうか。

よろしくお願いします。

回答No.2

Freeuser · ベストアンサー

ミトコンドリア内での電子伝達系とチラコイドのほうの電子伝達系とは物のやり取りは無いでしょうね。

＞水素伝達系はミトコンドリアにもありますが、ここで作られる水素は光合成には関係ないと考えてもよいということでしょうか

この「水素」というのはどういう意味でしょうか。水素イオンか、還元物質[H]という意味で使われてるのか。そもそも「還元物質[H]」という表現は使うべきではないのですが・・・。

チラコイド膜上の電子伝達系が二酸化炭素を還元する物質NADPHを作り出すのに対して、

ミトコンドリアのマトリクス(内膜の内側)では「クエン酸回路で」たくさんの還元物質NADH(上のものとは似てるけど別物)を作り出し、電子伝達系ではその還元物質を使って最終的に酸素を還元して水にしています。
1/2 O2　＋ 2H+　＋　2e-　→　H2O
実はこの過程の中で水素イオンH+を大量にミトコンドリアの膜間隙(内膜と外膜の間の空間)に送り込んで、内膜をはさんで水素イオンの濃度勾配を作り、そのエネルギーでATP合成をしてるんです。

これで両者を少しは区別できるようになりましたでしょうか。
高校生物を履修してないもんでして、こんな高度なことをやるんだなぁ、と感心してますが、単語の使い方が不正確で逆にわかりにくいのではないかと思いますね。
がんばってくださーい。

お礼

＞この「水素」というのはどういう意味でしょうか。水素イオンか、還元物質[H]という意味で使われてるのか。そもそも「還元物質[H]」という表現は使うべきではないのですが・・・。

言葉の使い方は私もよくわかりません。
この選択肢はセンター試験用の問題集の中に
あったもので、過去のセンターにも出てた問題
みたいです。

両者の違いはわかるようになりました。
補足にもお答えいただいて、ありがとうございました。

回答No.1

Freeuser

高校生物の問題でしょうか。

光合成の明反応では、チラコイドで光のエネルギーによる水の酸化が起こり、H+とO2ができます。H+はチラコイド内にたまります。また、電子伝達系(いわゆる水素伝達系のこと；実際に伝達されているのは水素ではなく電子であるため)の終わりのほうでは、NADPHという還元物質がストロマ側で作られます。
チラコイド内にたまったH+は、ATP合成酵素を通じてストロマ側に移動し、そのときにストロマ側でATPが作られます。このH+は酸化も何もされません。というかこれ以上H+は酸化できませんね(^^;

明反応は、要は炭酸固定のためのATP(エネルギー)とNADPH(還元力)をつくりだす過程なんですね。

で、ご質問の中にある「還元物質[H]」というのはNADPHのことではないかと推測します。
NADPH → NADP+　 ＋ 　H+ 　＋　2e-
というように、NADPHは水素と電子を放出し、二酸化炭素を還元することになります。

ちなみに水の分解で生じたH+は、ATPを作るときのエネルギー源になります。

補足

ありがとうございます。
なかなかレスがつかなかったので、困り果ててたところでした^^;
質問は高校生物の範囲のものです。追加で補足させて下さい。
水素伝達系はミトコンドリアにもありますが、ここで作られる水素は光合成には
関係ないと考えてもよいということでしょうか。