受験生よ！生物学詳しい人よ！ 光合成速度の問題 教えてください。

質問

光合成の問題を解いていて疑問がわきました。Ｑ.最適温度から１０度高くした場合、（よくでる光合成速度の二酸化炭素吸収量と光の強さのグラフにおいて）補償点はどうなるか→Ａ.低くなる　この解説としては最適温度からはずれるので呼吸量が少なくなりグラフの出発点が高くなり、グラフが左にずれるため、　ということでした。確かにわかります。でも最適温度から外れると働きが鈍るのは呼吸だけでなく光合成もではないでしょうか。そう考えると高くなる、もしくは変わらないと思ったのですが・・・

回答No.2

noname#53364 · ベストアンサー

私もおそらく呼吸の最適温度も超えている状態だと思います。

先にも書きましたがこの点において光合成最適温度の呼吸量を上回るか、下回るかは何ともいえないというのがまず一つです。

あと補償点付近の光の問題ですが、ルビスコの親和性を考えるとどうしても弱光下であっても光合成能力が変わらないとは思えないのです。
少なくとも温度上昇により酸素との親和性があがっていると思いますので、CO2固定量は減少するのではないでしょうか？
もちろん温度１０度上昇がこれすら越える状態というのであればまた別の話です。

正直な話、光補償点、CO2補償点、そして温度補償点。これらをすべて総合しないとわからない問題と考えています。
先にあげた光呼吸も、CO2濃度が高ければまた話は変わると思いますし。

ただ高校生では光呼吸は扱わないようですので、そうすると、おっしゃるとおり弱光下では光合成の温度影響（高温側）は無視できるのか？とも思えます。C4ならばこの心配はないと思うのですけどね。

やはり高校の問題に、あんまりあれこれ持ち込んで考えることがいけないのですかね？

お礼

・・・ルビスコの親和性・・・Ｃ４・・・・？難しいことをしっていらっしゃる。私は根っから文系学生生活を送ってきましたので浅いところしかわからないのですが、そうですね、基本問題らしいですからakiyamaさんがおっしゃるような高度な要素はおそらく無視された問題なんでしょうかね。
光合成を深入りすると複雑でキリがなくなるんですね。真剣に考えていただいて本当にうれしく思います。どうもありがとうございました。
締め切ることにします。

回答No.1

noname#53364

お急ぎのようなので気になる点もありますが、回答します。
高校生なので難しい用語があれ補足してください。

本来はいろいろな条件を考えなければいけないのですが、できるだけ一般化できる
もので考えましょう。
ここでいわれている最適温度を光合成の最適温度とします。
普通、光合成の最適温度より呼吸の最適温度の方が高いです。ゆえに温度を上げるとCO２排出量は増えます。ただし今度呼吸の最適温度を超えるとまた呼吸量は下がります。このときの呼吸量が光合成最適温度のときより多いか、少ないかははっきりいってよくわかりません。環境に対して適応度がnarrowなのかwidethなのかで変わってくるからです。しかし可能性としていえるのはおそらく呼吸量は増えると言うことです。つまりスタートになる光Oでは下がるのでは？

次にご質問のポイントである光合成がわを見てみましょう。温度が上昇するとC3植物では光呼吸が増加するためにCO2の吸収量は減ります。要するに、ご指摘の通り光合成速度は下がることになります。ここにも推定が入ってしまうのですが、少なくとも最適条件で光、CO2吸収量がリニアにある光の量では温度を高くしたときに同光量ではCO2吸収量は下がると思われます。ゆえにグラフの傾きが小さくなると思います。まさかC4で問題出すことはないでしょう？

二つを総合して考えると、補償点は右に移動するような気がするのですがどうでしょうか？少なくとも呼吸が減るという答えは納得できません。
もし大学の入試問題ですと、その先生が研究している植物ではそうなる。という、部外者には解けない問題を出すことがありますが出典はどちらなのでしょうか？

なお、植物生理学は専門ではないので間違いの点があれば専門の方、ぜひご指摘ください。

補足

丁寧な回答ありがとうございます。私の高校時代はずっと前ですがこの出典は高校の演習問題です。　
おっしゃるとおり光合成の最適温度と呼吸の最適温度に差があるとします。しかしなにしろここでは１０℃も温度を高くしたわけですから、私の仮定としては最適温度はどちらにおいても超過した状態なのですが。これはダメでしょうか。
　高校の時の資料集を見たらこれだ！というのを発見しましたよ。まず見方をグラフ全体から補償点付近に限定してしてみますね。ここらの付近では光が弱すぎて（むしろゼロなので）光の強さが限定要因になっているために温度要因の影響はほとんど受けないと思われます。よって補償点付近においては温度変化による光合成量変化はない、と。
　そして先ほどの私の仮定からすると呼吸量は減っていると考えられるので、補償点は左にずれる。
あくまで仮定が混ざっています。でもこれで解決したと思うのですが。呼吸の最適温度と光合成の最適温度の差が気になるところです。