クロロフィルとは

植物や藻類などに含まれる緑色の天然色素

クロロフィルは葉緑素とも呼ばれ植物の葉の緑色をした色素で、植物が光合成を行うことは学校でも学び、よく知られていることです。いわゆる植物が地中から吸い上げた水と、大気中の炭酸ガス(二酸化炭素)を利用して糖などの有機物を作り出す仕組みで、その過程で必ず太陽の光が必要になります。植物は太陽の光を受けて水を分解し水素と酸素に分けます。水素は炭酸ガスと化合して糖などの合成に使われ、酸素は人間を含むほとんどの生物が呼吸をして摂取した有機物を分解し生存するためのエネルギーとして使われています。人間が水を分解して水素と酸素に分けようとするとき、水の電気分解で知られているように多くの電気エネルギーを必要とし、かつその分解効率も大変悪く困難を極める仕事です。植物はこの困難な水の分解を簡単にやってのけるのですが、その源は太陽の光なのです。しかし太陽の光を水に当ててみても何の変哲もなく水素も酸素もでてはきません。そこには太陽の光で水を分解するエネルギー、つまり化学反応を行う電気化学エネルギーに変えてやらなければならないのです。それを変換する立役者がクロロフィル(葉緑素)なのです。植物はすべてクロロフィルを持ち、光合成を行います。植物の葉が緑色をしているのはクロロフィルが緑色をしているためです。そのクロロフィルは光によって分子が持つ電子をうまく励起し、その電子を移動させ、一ヵ所(反応の場)に集めます。そこで水を分解し、糖などを合成するエネルギーに変えてくれます。光を電気化学エネルギーに変える物質、それを光触媒(光変換物質)と呼びますがクロロフィルは唯一、生物界に存在する有機の光触媒なのです。

光合成の明反応と暗反応

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明反応では光エネルギーを受けて水を酸化し、ATP(アデシン三リン酸)とNADPH(ニコチンアミドアデニンジヌクレオチドリン酸)を生成する。一方、暗反応ではこのATPとNADPHを使って、二酸化炭素から糖などの有機化合物を作る。