大学入試生物「植物と光合成細菌の光合成の違い」細菌の炭酸同化

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大学入試生物。今日は炭酸同化の中でも細菌類が行っている光合成に焦点を当てて解説します。名前が似ていて間違えやすいのところもあるのでしっかりとポイントを押さえましょう。

炭酸同化の種類

植物の光合成も、細菌類の光合成も炭水化物であるグルコースををつくりだす炭酸同化という反応になります。まずは、炭酸同化にはどのような反応があるのかをまとめておきます。

  • 光合成…エネルギー源として光エネルギーを利用
  • 化学合成…エネルギー源として無機物の酸化で生じる化学エネルギーを利用

エネルギー源として、光エネルギーを使うのか化学エネルギーを使うのかで「光合成」と「化学合成」に炭酸同化は分類できます。

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光合成

光合成は、植物のように光合成色素にクロロフィルをもつタイプの光合成と、光合成細菌である紅色硫黄細菌緑色硫黄細菌のように光合成色素にバクテリオクロロフィルをもつタイプの光合成に分かれます。

  • 植物…水素Hを水H2Oを分解して得る
    6CO2+12H2O→C6H12O6+6H2O+6O2
  • 光合成細菌…水素Hを硫化水素H2Sを分解してる
    6CO2+12H2S→C6H12O6+6H2O+12S

植物は水素源として水を分解するので酸素が発生しますが、光合成細菌では水素源として硫化水素を利用するので硫黄が発生します。

化学合成

化学合成は、光合成と異なりエネルギー源として光エネルギーを利用しません。代わりに無機物を酸化し生じた化学エネルギーを使って炭酸同化を行います。

硝化を行う硝化菌である硝酸菌亜硝酸菌、深海などの熱水噴出孔付近に生息する硫黄細菌などが化学合成を行っています。

植物の光合成と細菌類の光合成

細菌類の光合成の中でも、シアノバクテリアはクロロフィルをもつ細菌類ですので、水素源として水を使い酸素を発生する光合成を行います。それ以外の紅色硫黄細菌や緑色硫黄細菌は硫化水を使い硫黄が発生する光合成を行います。

植物と細菌の光合成の比較

植物 紅色硫黄細菌・緑色硫黄細菌
エネルギー源
使う物質 と二酸化炭素 硫化水素と二酸化炭素
生じる物質 酸素・水・炭水化物 硫黄・水・炭水化物
光合成色素 クロロフィル バクテリオクロロフィル

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