酵素と光合成・呼吸の概要
カワウソ先生光合成も呼吸も、酵素というたくさんの仲立ちがあって初めて反応が進むよ。
30秒でつかむ
- 酵素は生体内の化学反応を促す触媒で、決まった物質にしか結合しない基質特異性をもつ。
- 光合成（新しいタブで開きます）は葉緑体（新しいタブで開きます）で光エネルギーを使って有機物（新しいタブで開きます）を作り、呼吸はミトコンドリア（新しいタブで開きます）で有機物を分解してエネルギーを取り出す。
- 光合成も呼吸も、酵素のはたらきで反応が進み、得られたエネルギーはATP（新しいタブで開きます）に蓄えられる。
詳しく
酵素の触媒作用と基質特異性
生物の体内で起こる化学反応の多くは、酵素という物質が仲立ちすることで進む。酵素は反応を促す触媒としてはたらき、体温に近いおだやかな条件でも反応を速く進められる。
酵素には、決まった物質（基質）にしか結合しない基質特異性という性質がある。たとえば、デンプンを分解する酵素はデンプンには結合するが、タンパク質には結合しない。
この基質特異性は、酵素の立体的な形と、基質の形がかぎと鍵穴のようにぴたりと合うことで生まれる。形が合わない物質には、酵素は結合しない。
葉緑体での光合成とミトコンドリアでの呼吸
光合成は、植物や藻類の細胞にある葉緑体で、光エネルギーを使って水と二酸化炭素（新しいタブで開きます）から有機物と酸素を作り出す。作られた有機物には、光エネルギーの一部が化学エネルギー（新しいタブで開きます）として蓄えられる。
呼吸は、主にミトコンドリアで、光合成などによって作られた有機物を酸素を使って分解し、二酸化炭素と水にする。このとき取り出されたエネルギーは、ATPに蓄えられる。
光合成も呼吸も、酵素のはたらきによって反応が進む。葉緑体とミトコンドリアは、それぞれ光合成と呼吸に必要な酵素を集めて配置した細胞小器官といえる。
光合成と呼吸がつながるエネルギーの流れ
光合成で作られた有機物とそこに蓄えられたエネルギーは、同じ生物の呼吸に使われるだけでなく、食べる・食べられるの関係を通じて他の生物にも渡っていく。
呼吸で取り出されたエネルギーは、いったんATPに蓄えられてから、体を動かすことや物質を合成することなど、さまざまな生命活動に使われる。光合成も呼吸も、酵素という同じしくみに支えられて進む。
葉緑体とミトコンドリアがそれぞれ別の細胞小器官として存在するのは、光エネルギーを有機物に変える反応と、有機物を分解してエネルギーを取り出す反応を、別の場所で進めているためだ。
確認問題
確認問題（解答用紙）
スマホやタブレットで読み取ると、この問題をその場で解けます。
https://manazoo.com/science/enzymes-in-photosynthesis-and-respiration/?from=print#quiz
酵素のはたらきとして正しいものはどれか。
- ◯ エネルギーを貯めるためだけに使われる
- ◯ 体内の化学反応を促す触媒としてはたらく
- ◯ 細胞の外側を囲む壁になる
- ◯ 遺伝情報を次の世代に伝える
正解：体内の化学反応を促す触媒としてはたらく
酵素は体内の化学反応を促す触媒としてはたらき、体温に近いおだやかな条件でも反応を速く進められる。酵素が、決まった物質にしか結合しない性質を何というか。
- ◯ 光合成
- ◯ 同化
- ◯ 拡散
- ◯ 基質特異性
正解：基質特異性
酵素には、決まった物質（基質）にしか結合しない基質特異性という性質がある。光合成が進む細胞小器官はどれか。
- ◯ 細胞壁
- ◯ ミトコンドリア
- ◯ 核
- ◯ 葉緑体
正解：葉緑体
光合成（新しいタブで開きます）は、植物や藻類の細胞にある葉緑体（新しいタブで開きます）で進む。呼吸で取り出されたエネルギーは、まず何に蓄えられるか。
- ◯ ATP
- ◯ 酵素
- ◯ デンプン
- ◯ DNA
正解：ATP
呼吸で取り出されたエネルギーは、いったんATP（新しいタブで開きます）に蓄えられてから、さまざまな生命活動に使われる。
単元のポイント
- 酵素 生体内の化学反応を促す触媒。体温に近いおだやかな条件でも反応を進められる
- 基質特異性 酵素が、決まった物質（基質）にしか結合しない性質
- 葉緑体（新しいタブで開きます） 光合成が進む細胞小器官。光エネルギーを使って有機物を作る
- ミトコンドリア（新しいタブで開きます） 呼吸が進む細胞小器官。有機物を分解してエネルギーを取り出す