2016年1月19日火曜日

高校生物 第9講 細菌の光合成、化学合成

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予習

紅色硫黄細菌や緑色硫黄細菌などの光合成細菌の光合成では,緑色植物や藻類と異なり,光により水分子を分解する代わりに硫化水素分子H2Sを分解するので酸素は発生しません。光合成色素はクロロフィルではなく,バクテリオクロロフィルを使っています。


講習
□ テーマ1 : シアノバクテリアと光合成細菌の光合成の違いを押さえよう!
バクテリオクロロフィルという物質は覚えよ!それだけで点が取れる!絶対に問われる!また、生物例も覚えよう!

(1)シアノバクテリア:光合成色素として、植物と同じクロロフィルaをもつ。
生物例:ユレモ、ネンジュモ

光合成において電子伝達系に水素(電子)を供給する物質としてを使う。

その結果酸素が生じる。



アクティブラーニング課題:

紅色硫黄細菌は光化学系Ⅱに似た光化学系を、
緑色硫黄細菌は光化学系Ⅰに似た光化学系を持つ。

シアノバクテリアは光化学系ⅡとⅠをもつ。
この事実から推察されるシアノバクテリアの起源について説明せよ。




(紅色硫黄細菌と緑色硫黄細菌が何らかの形で合体してシアノバクテリアの起源となる生物が生じたと思われる。まだ「説」の域を出ないが、光化学系の持ち方が根拠となる。)







(2)光合成細菌バクテリオクロロフィルをもつ。
生物例:緑色硫黄細菌、紅色硫黄細菌
「色が名前にはいっているから、色素で光合成しそう!」

光合成において電子伝達系に水素(電子)を供給する物質として水ではなく硫化水素を使うものがいる。


植物の光合成に水が必要な理由を理解しているだろうか?必要なのは電子!水から電子を引き抜くのである!そうして電子を引き抜かれ、水素を放り出し、残った「排気ガス」が酸素である。
つまり、電子を引き抜かせてくれれば水でなくてもよいのでる!例えば硫化水素でも!
電子供与体に硫化水素を使うのが、光合成細菌である!






アクティブラーニング課題:光合成細菌が上のように水の代わりに硫化水素をつかうとすると、この光合成で酸素は発生するだろうか。




酸素は発生しない。代わりに硫黄が生じる。)










アクティブラーニング課題:光合成細菌はカルビン・ベンソン回路のような代謝経路を持つか。






(もちろん持つ。光エネルギーに由来するエネルギーを用いて有機物を合成している。)








□ テーマ2 : 化学合成について理解しよう!


化学エネルギーを炭酸同化に利用するしくみを化学合成という。
生物例:硫黄細菌、硝酸菌


化学合成細菌とは、

無機物の酸化で得た

化学エネルギーを使って

炭酸同化を行う細菌である。

(よ~~~~くテストに出る!)

アクティブラーニング課題:深海の豊かな生態系は何が支えているのか。はたして光の届かないその場所には生物基礎で習った植生がみられるか。



(深海の「熱水噴出孔」では、硫化水素を含む熱水が湧き出しており、化学合成細菌である硫黄細菌が生産者となって生態系を支えている。化学合成細菌が生産者なのである。原始の地球で最初の生命が表れたのも熱水噴出孔だったのではないかと考えられている。)










アクティブラーニング課題:化学合成細菌はカルビン・ベンソン回路のような代謝経路を持つか。






(もちろん持つ。化学エネルギーを用いて有機物を合成している。)