Q 光合成のしかたは、いくつもあるって本当？

A トウモロコシのような植物は、２段階に分けて光合成をする

イネやコムギをはじめとする多くの植物は、「C3型光合成」をする植物なので、「C3植物」とよばれています。C3型光合成とは、よく見かける一般的な植物が行う光合成のことです。

C3植物が光合成を行う葉緑体は、葉の葉肉細胞では発達していますが、ほかの組織ではあまり発達していません。

C3のＣは炭素のことで、二酸化炭素を固定する反応で最初にできる有機物は、炭素を３個もつ「ＰＧＡ（ホスホグリセリン酸）」なので、C3植物とよばれています。

これに対し、トウモロコシやサトウキビをはじめとする、高温環境で育つ植物には、「C4型光合成」をする「C4植物」とよばれる植物があります。C4植物はC3植物と違い、葉肉細胞だけでなく、維管束鞘細胞にも発達した葉緑体が存在し、2段階で光成を行うのが特徴です。

C4植物の場合、二酸化炭素を固定する反応で最初にできる有機物は、炭素を４個もつ「オキサロ酢酸」で、そのためC4植物とよばれています。

C3植物とC4植物の光合成の似ている点と異な点はなんでしょうか。

両者とも、最終的に糖を合成するという点は同じです。C3植物は葉肉細胞ですべての反応が終了して糖が合成されます。

一方 、C4植物は、葉肉細胞では糖をつくらず、いったんほかの有機物をつくり、前述の維管束鞘細胞に送ります。

C4植物には葉肉細胞に、「C4回路」があります。最初、二酸化炭素はここで固定されていくつかの化合物となって、最後は分解され、生じた二酸化炭素からカルビン・ベンソン回路で糖が合成されます。

C3植物の光合成、C4植物の光合成

C3植物（普通の植物）のしくみ

C4植物のしくみ（左はC4回路、右はカルビン・ベンソン回路）

C4回路とカルビン・ベンソン回路の位置

すごい！光エネルギー

C4植物は、トウモロコシやサトウキビなど、高温で強光な環境でも育つ重要な作物。C3植物と比べてC4植物は１日の光合成速度が速く、成長速度も速い。

【出典】『眠れなくなるほど面白い 図解 植物の話』監修：稲垣栄洋