ばら農家　様

このコーナーにご注目下さりありがとうございます。ご質問に関しては東京大学の野口　航先生が下記のような回答文をご用意下さいました。ご参考にして下さい。



（野口先生からの回答）

ご質問に回答させていただきます。

（質問1への回答）

光合成をしている葉では、CO２は葉の気孔の穴から入り、葉内の細胞と細胞の隙間（細胞間隙と言います）を通って、細胞内に取り込まれます。細胞内のCO２濃度を推定するのは難しいのですが、細胞間隙のCO２濃度は、測定値からある程度推定できます。「植物体内」ということがどちらを指しているかは分かりませんが、ここでは「細胞間隙」と見なして回答させていただきます。
細胞間隙のCO２は、葉の外部（外気）のCO２濃度やその葉の光合成速度（単位時間あたりの光合成量）によって変わります。外気のCO２濃度が上がれば、細胞間隙のCO２濃度は上がりますし、光合成が活発に起これば、細胞間隙のCO２濃度は下がります。大気CO２濃度条件（約390ppm）で、ある程度光合成をしている葉の場合には、細胞間隙のCO２は300ppmくらいになります。もっとCO２濃度が高い条件（例えば1500ppm）である程度光合成をしている葉の場合には、細胞間隙のCO２は1300ppmくらいになります。



（質問2への回答）

まず、光合成の場合をお答えします。

質問１でお答えしましたように、細胞間隙のCO２濃度は、外気のCO２濃度と光合成速度で決まります。また、ご存知のように、CO２は光合成に使われますので、細胞間隙のCO２濃度が上がれば、光合成は活発になります。光合成速度は「細胞間隙と外気のCO２濃度差」よりも、「細胞間隙のCO２濃度」と関係があります。

次に、呼吸についてお答えします。

葉の呼吸に関わる酵素は、かなりのCO２濃度（2%くらい）にならないと活性は低下しないと言われています。したがって、2000ppm程度の外気のCO２では、呼吸速度は直接的には影響を受けません。夜間の呼吸からのエネルギーは、昼間の光合成からできた生成物を移動することなど様々なことに使われています。ですので、夜の呼吸速度は間接的に昼間の外気のCO２濃度により変わる場合があります。また、夜のCO２濃度だけを高くするという実験をした結果がいくつか報告されています。植物の種や発生段階によって、成長が変化した例もありますが、その理由はまだ不明です。


うまく答えられたかどうかわかりませんが、回答とさせていただきます。


野口　航（東京大学大学院理学系研究科・生物科学専攻）