高校生物の代謝｜呼吸・発酵・光合成・窒素同化の反応と実験｜武蔵野個別指導塾

高校生物の代謝を、反応のつながりと実験資料の読み方から学ぶ30の解説です。ATPと酸化還元を入口に、呼吸と発酵の収支、光合成の電子伝達と炭素固定、窒素同化へ進みます。計算で迷う場合は求める量と単位を確認し、グラフで迷う場合は対照条件から読み直せるよう、問いごとに入口を分けています。

反応場所と補酵素が混ざるときは最初の3項目から読み進めてください。呼吸の計算は炭素収支からATP収量へ進み、装置の測定値と結び付けます。発酵の比較では補酵素の再生を確かめます。

光合成は色素と酸素の由来、電子伝達、カルビン回路の順です。気体量や限界要因でつまずく場合は測定時間と呼吸量を先に確認してください。最後に窒素同化と標識実験で炭素骨格との関係を整理します。

ATPと反応の前提

• 高校生物 ATPと反応の共役—物質の変化とエネルギーの受け渡しを分けて考える
• 高校生物 酸化還元と補酵素—電子の受け渡しから呼吸と光合成の流れを追う
• 高校生物 代謝の反応場所—細胞質と小器官の膜を反応のつながりから整理する

呼吸の経路と測定

• 高校生物 解糖系の炭素収支—分子数と炭素数を分けてピルビン酸まで追う
• 高校生物 解糖系のATP収支—投資と回収を別の欄にして正味量を計算する
• 高校生物 ピルビン酸の酸化—脱炭酸と補酵素の還元を回路の入口で確かめる
• 高校生物 クエン酸回路の収支—炭素の出入りと回路が続く条件を説明する
• 高校生物 呼吸の電子伝達系—酸素の役割と電子の流れを膜の図で読み解く
• 高校生物 呼吸の化学浸透—プロトンの移動方向からATP合成の仕組みを考える
• 高校生物 呼吸のATP収量—換算条件を与えて各段階の収支を積み上げる
• 高校生物 呼吸阻害の実験—酸素消費とATP量の変化から作用箇所を推定する
• 高校生物 呼吸速度の測定—気体吸収の有無から装置の移動量を読み分ける
• 高校生物 呼吸商の計算—気体の比から基質を推定できる条件を確かめる

発酵と気体収支

• 高校生物 アルコール発酵の収支—炭素と電子の行き先から気体量を求める
• 高校生物 乳酸発酵の反応—補酵素の再生とATP供給が続く理由を説明する
• 高校生物 呼吸と発酵の混合計算—酸素消費と二酸化炭素量を連立して読む

光合成の反応と実験

• 高校生物 光合成色素と吸収—吸収スペクトルと作用スペクトルの違いを読む
• 高校生物 光合成で生じる酸素—標識した水と二酸化炭素から由来を考える
• 高校生物 光合成の電子伝達—二つの光化学系と還元力の生成を順にたどる
• 高校生物 葉緑体のATP合成—チラコイド膜の内外とプロトンの向きを対応させる
• 高校生物 循環的電子伝達—ATPと還元力の不足を電子の戻り道から考える
• 高校生物 カルビン回路の炭素—固定と還元と受容体の再生を分子数で追う
• 高校生物 カルビン回路の計算—炭素固定量とATP・NADPHの消費を結び付ける
• 高校生物 明暗切替の実験—中間体の増減から止まった反応と続く反応を読む
• 高校生物 真と見かけの光合成—呼吸量と測定時間をそろえて気体収支を求める
• 高校生物 光合成の限界要因—複数の曲線を比較して補償点と飽和点を判断する
• 高校生物 光呼吸と炭素固定—酸素と二酸化炭素の条件から反応の競合を考える
• 高校生物 C4植物とCAM植物—炭素固定を空間と時間に分ける意味を比較する

窒素同化と標識

• 高校生物 窒素同化の流れ—硝酸の還元からアミノ酸合成まで炭素骨格と結ぶ
• 高校生物 窒素同化の標識実験—物質量と標識割合から窒素の移動を読み取る

反応式を覚えた後は、何を測った値なのかを問題文へ戻って確かめてください。量の基準がそろうと、反応経路と実験結果を同じ収支で結べます。