ノート:C4型光合成

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すみません、この分野は苦手なので、いまいちよくわからないまでも、きっちり書けてるような気はするんです。でも、これ、普通の人が見てもわかりにくい気がするんで、提案なんですが、下のようにしたら、間違ってますか？--Ｋｓ 2005年3月18日 (金) 03:49 (UTC)[返信]

C4型光合成とは一般のCO2還元回路であるカルビン - ベンソン回路の他にCO2濃縮のためのハッチ - スリャック経路（C4経路、PEP経路）を持つ光合成の一形態である。

ハッチ - スリャック経路[編集]

ハッチ - スリャック経路（C4経路、PEP経路）とはCO2を濃縮するための経路のことである。

まず、CO2を水和させ、HCO3-にし、それをPEP(PEP:ホスホエノールピルピン酸)とPEPカルボキシラーゼを用いてオキサロ酢酸（C4）にする。そしてNADPHを用いてリンゴ酸（C4）にする。ここまでは葉肉細胞で行われる。

次に維管束鞘細胞でリンゴ酸がNADP+と反応し、NADPHとピルビン酸（C3）、CO2が生成される。このように濃縮されたCO2はカルビン - ベンソン回路に入る。そして、ピルビン酸はATP2分子分のエネルギーを用いてPEPとなる。

C3植物との違い[編集]

この方法を用いる植物のことをC4植物と呼ぶ。C4植物の名はCO2固定において、初期産物がC4化合物であることに由来する。このC4植物は一般的な植物であるC3植物に比べ、維管束鞘細胞が発達しており、この中にも葉緑体が存在する。そのため、C4植物は、通常は葉肉細胞で行うカルビン - ベンソン回路を維管束鞘細胞で行う。 C3植物はRuBPカルボキシラーゼ(RuBP:リブローズビスリン酸)を用いてCO2を固定するのに対し、C4植物はPEPカルボキシラーゼを用いる。このことは光呼吸の面からは有利に働く。通常、C3植物のCO2補償点は40～100ppmであるが、これは高温になると上昇し、大気中のCO2濃度（330ppm）に近づく。そのため、成長速度が制限される可能性が高くなる。一方、C4植物ではCO2補償点は2～5ppmと低いことである。

また、C4植物はC3植物に比べ水分使用率（光合成に利用する水と蒸散で失う水の比）が高い。これは半乾燥状態での生育が可能である事を意味する。また、光飽和点も高いことが挙げられる。

これらの理由から、熱帯のような地域ではC4植物はC3植物に比べ有利である。ただし、前述のようにハッチ - スリャック経路でATPが2分子余計に必要になるため、光呼吸の影響が少ない地域ではC3植物が有利である。

簡単なまとめ[編集]

つまり、C4植物は、二酸化炭素を固定するのに余計にエネルギーを使っているので、普通より効率よく二酸化炭素を固定することができる。また、普通の植物は、高温の時に二酸化炭素を集めにくくなるが、C4植物はそういうことがない。しかも、水が少なくても光合成が十分に行える。森の中の植物には不必要な性質だが、乾燥した草原や、畑の作物としては望ましい性質と言える。


提案ありがとうございます[編集]

提案ありがとうございます。

細かい点を言わせていただければ、最後の一文に関して『森の中の植物には不必要な性質』は森の中でも熱帯雨林といった地域では当然C4の方が有利に働きます。温帯である日本でもC4植物の雑草が他の植物を圧倒している所は良く見られます。C3の方が有利に働く場合としては冷涼な気候の地域です。ただ、これらのことは一概には言えません。乱暴に言ってしまえば余計なエネルギーを使うことが使わないことより良い結果を生み出す地域ならC4が有利です。ですから、私は森の中の植物には不必要の部分を冷涼な気候下では望ましくないに置き換える方が良いと思います。冷涼な気候下では不必要どころか余計にエネルギーを使用するのでC4が逆に不利に働くからです。つまるところ、C4植物は過酷な気候下に対応するために進化した一形態です。

また、これは余計なことですが、作物に関してイネやコムギといった主要作物はC3植物であり、トウモロコシや雑穀類はC4植物です。また、強害を与える雑草はC4植物です。そのため、熱帯地域では雑草の害が甚だしく、場合によってはイネなどが全滅をするということもあるようです。そのため、主要作物をC4化するという研究が行われているようです。--Actinium 2005年3月18日 (金) 05:21 (UTC)[返信]

早速お答えいただきありがとうございました。私の提案は、冒頭を軽くすることと、ごくわかりやすく内容の意味を説明する文をつけることだったのですが、内容の説明については、上のお答えいただいた文がとても面白いと思います。特に、最後の部分は、そのまま最後の部分につなげると、素人の人にも面白いのではないでしょうか？それと、具体的な植物名が入った方がわかりやすいですよね。--ｋｓ 2005年3月18日 (金) 05:48 (UTC)[返信]
返事を頂き、ありがとうございます。ただ、私としてはこれらのことを簡潔にうまくまとめる自信が余りありませんので、非常にあつかましいと思いますが、できればｋｓさんにこれらの編集をお願いしてもよろしいでしょうか？もし、だめであるならば、何とか自分でまとめようと思っていますが。--Actinium 2005年3月18日 (金) 14:34 (UTC)[返信]
私はこの方面は苦手なもので、専門的なところには手を入れられません。それで、上の範囲と付け足しとならやってみましょうか？間違ったところがあれば、どんどん手を入れてやって下さい。--Ｋｓ 2005年3月18日 (金) 14:46 (UTC)[返信]
ありがとうございます。編集をよろしくお願いします。万が一間違っているところがあれば、手を入れます。何分、簡潔にまとめるということが余り得意ではありませんので。本当にありがとうございます。--Actinium 2005年3月18日 (金) 15:01 (UTC)[返信]
やってみました。ご確認願います。--Ｋｓ 2005年3月18日 (金) 15:04 (UTC)[返信]
ありがとうございます。私が言おうとしていたことが分かりやすく述べられています。もし、今後この項目を調べ、新たに分かったことがありましたら追加をしていきます。--Actinium 2005年3月18日 (金) 15:08 (UTC)[返信]

あらためて[編集]

内容が充実すると共に、難しくなって来たように思います。簡単なまとめの項を、上に上げたらどうかと思うのですが、どうでしょう？--Ｋｓ 2007年2月24日 (土) 15:20 (UTC)[返信]

勝手にですが、「概要」として上げてみました（本当は最初の節の上の導入部分が概要の役目を果たすべきと思うので、「概要」という節はあまり好きではないのですが）。--Calvero 2007年5月20日 (日) 08:04 (UTC)[返信]

光子（光量子）について[編集]

C4型はC3型より、１経路に付き２光子多く必要な件が述べられてません。検討のほどを。--BayBlue 2007年10月8日 (月) 11:48 (UTC)[返信]

C4植物の出現と進化について[編集]

BayBlueさん、はじめまして。

＞熱帯地方では、気温が高く大気の濃度（すなわちCO2濃度）が希薄になるため、C4の方が有利となる。

という記述ですが、 C3が有利か、C4が有利かは、二酸化炭素濃度、気温、降水量、栄養分、日照など 多くの要因が絡むので一概には言えないです。

あと、この記述は二酸化炭素濃度は「高緯度＞熱帯地方」ということでしょうか？ 熱帯地方の二酸化炭素濃度が他地域と比べてどうかという知見は私は持っていませんが、 そもそも地球上の二酸化炭素濃度（350 ppm前後）はC3植物にとっては非常に薄いものであるので、 大気濃度（CO2濃度）が地球の平均濃度より若干薄くても大した問題ではないと思われます。 RubisCOがオキシゲナーゼ反応をほとんど起こさないCO2濃度は1%（10000 ppm）だといわれてますので。

高緯度と熱帯地方の二酸化炭素濃度の差は、C4を熱帯地方で有利にする要因ではなく、 重要なポイントとしては、日照量と気温だと考えられます。

こんな感じにしてみたらどうでしょう？

「熱帯地方では高緯度地方よりも太陽光が十分得られるので、光合成に必要な光子がC3植物より多いという問題点は解消できる。 　さらに熱帯地方では、日照量が多いことに加え気温も高いため、C4植物の方が有利となる。」

光子の件については、あまり知見がないのでパスさせていただきます、すいません。 ゆーすけさんたまりあ 2007年10月9日 (火) 15:08 (UTC)[返信]

赤道付近が空気が薄いのは間違いないのですが、確かにそれは大きな影響ではないようです。勘違いしてました。とりあえず差し戻します。--BayBlue 2007年10月10日 (水) 10:46 (UTC)[返信]
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