葉緑体の生成について

質問

妻と料理中に議論になったのですが（苦笑）

たとえば、キャベツの一番外側の葉っぱは濃い緑色ですが、内側の方の葉は薄い緑色ですよね。
ねぎも地中に埋まっている部分は、白いですが、地上から出ている部分は濃い緑色ですよね。

では、たとえばキャベツを半分に切って、切り口の面を上に向けて、光に当てた場合、その内側の部分の緑色は濃くなるのでしょうか。
もしくはねぎを外に出して光にあてた場合、緑色になっていくのでしょうか。
また、緑が濃くなる場合、それは新たに葉緑体を生成しているのでしょうか。
または元々ある葉緑体が何らかの反応によって、緑色になるのでしょうか。
生成される場合、それには何らかの養分が必要なのでしょうか。

文系の人間なモノで、すごく要領を得ない質問ですが、よろしくお願いいたします。

回答No.1

kamui_kakiyo · ベストアンサー

クロロフィルが緑色の正体です。
クロロフィルがたくさんついたモノを葉緑体といいます。

クロロフィル自体は不安定ですので、すぐ壊れます。
もちろん、必要に応じてすぐ生産もされています。
クロロフィルを合成するには、太陽光と暖かい気温が必要です。

ですので、
＞キャベツを半分に切って・・・
生えている（光合成が行える）状態で半分に切ったのであれば
たぶん、中も緑になるでしょう。
ただし、生命活動が止まっていてはだめでしょう。

＞ネギを外に
これも同じです。
どちらかといえば、白くするために土をかぶせて育てていますので
光に当たっていれば、緑になります。
万能ネギとかはほとんど白い部分がないですよね？
もちろん、買ってきたネギを外に出しても変化はないでしょう(笑)

＞緑が・・・
新しく葉緑体ができる必要があります。
対象物が光合成を行える状況であれば良いと思います。
すなわち、生命活動を行えて、光と温度と水と・・・
といったレベルで大丈夫でしょう。

ちょっとずれますが、
こんなページを読んでみると面白いかもしれません。

参考URL：

http://www.kiriya-chem.co.jp/q&a/q10.html

お礼

丁寧なご返答ありがとうございます。
追加でお伺いしたいのですが、新たに葉緑体ができるとすると、クロロフィルはどこからくるのでしょうか。

回答No.4

kamui_kakiyo

遅くなってすみません。
クロロフィルの生合成系に付きましては#3の方が出していただいた
webが一番詳しい気がします。

＞新たに葉緑体ができるとすると、クロロフィルはどこからくるのでしょうか。
生体内の物質はすべて生体内で賄われるのですが・・・
初発の物質はグルタミン酸とMgイオンですので、
生体内にいくらでも転がっているレベルの物質ですね
矢印は酵素反応でしょうが、それぞれの酵素の発現条件
（どういう条件で酵素が生産されるのか）までは
もうしわけないですがわかりません。

簡単にまとめますと（推論を含んでいます）
・O2、CO2の濃度、光、熱をシグナルとして（感知して）
　プロトポルフィリン生合成系の遺伝子が発現し酵素が作られます。
・アミノ酸の一種であるグルタミン酸が、これらの酵素によって
　多段階反応を経てプロトポルフィリンIXに変換されます。
（以上は、動物における血液ができる仕組みと共通）
・さらに、クロロフィル生合成系の酵素が
　中央にマグネシウムイオンをはめ込んでクロロフィルの完成
（中央に鉄をはめ込むと赤血球になります）
という様な流れになっていると思われます。

グルタミン酸はどこから？マグネシウムイオンはどこから？酵素の原料は？
というところから知りたいのであれば、また聞いてください。

余談ですが、クロロフィルの中央がマグネシウムであるという常識を覆した研究をなさっている人もおられるようです。
http://news7a1.atm.iwate-u.ac.jp/~oryzae/kenkyu.htm

お礼

ありがとうございました。
最後のまとめがわかりやすかったです。
でも、ここまでくると私の脳みその理解の範疇を超え始めたみたいです。
勉強になりました。

回答No.3

suiran2

クロロフィルは，条件が整いますと，細胞内で十幾つかの過程を経て生合成されます。その生合成過程は後ろの参考URLに載っていますのでご覧下さい。申し訳ありませんが私も良くは理解していません。

ピロール環と呼ばれるものが，４つ結合したものをポルフィリンと言います。その中心にマグネシウムが結合したものがクロロフィルです。

ポルフィリンに金属が結合したものをポルフィリン錯体と言いますが，赤血球中の血色素のヘモグロビンも同じものです。ヘモグロビン合成の遺伝子もクロロフィルのそれとかなりの部分が同じようです。生物は，良くこのように他の遺伝子を改変して利用しています。

クロロフィルの中心金属は，なぜマグネシウムなのか？ 高等動物のヘモグロビンでは鉄，イカやタコのヘモシアニンでは銅なのはなぜか等，未だ研究中で完全には解っていないようです。

参考にもなりませんが…

参考URL：

http://www.pyrrol.com/polufirin.html,http://www.agr.nagoya-u.ac.jp/~shokusei/fujita/background.html

お礼

ありがとうございました。
なんか、ここまでくると私の脳みそではついていききれないみたいです。勉強になりました。
ありがとうございました。

回答No.2

noname#29428

植物で緑色をしている部分は，葉緑体の持つ緑色の色素（クロロフィル）で緑色になっています。

このクロロフィルは#1さんご指摘のように，大変不安定な物質です。光と温度と結合する膜がないとクロロフィルになれません。

ですから，あなたの予想通り，始めからクロロフィルを持たない葉緑体があったのです。これを白色体といいます。光が当たりますと，白色体の膜にクロロフィルが形成されて，緑色の葉緑体に変化します。

葉緑体は，植物であっても自分で無から作ることは出来ません。元が別な生物でしたので，分裂によって増えます。実験的に葉緑体の無い植物細胞を作れますが，この細胞は永遠に葉緑体を作れないのです。

今説明しました，葉緑体に変化可能な白色体は，植物の茎や葉に含まれています。根には葉緑体に変化できない白色体があります。ですからネギやジャガイモを光に当てておきますと緑色に変化しますが，変化する部分は本来は葉か茎なんですね。

お礼

ありがとうございます。
新たに葉緑体となる白色体の膜に形成されるクロロフィルは、どこからどうやって生成されるのか教えていただけますと、ありがたいです。