前回の記事では二酸化炭素について書きました。今回は、「光合成」について書こうと思います。「光合成」はご存じの通り、小学校や中学校で既に習う概念です。それだけ身近にあり、また有名な内容なので既に研究しつくされてしまっているのだろうと思っておりました。しかし、その認識は非常に甘く、また大きな誤りであることを知ることになりました。光合成の原理について、「二酸化炭素+水→デンプン+酸素」と教えます。これは出発物質と生成物質だけを書いた非常に雑な式です。これだけを見れば二酸化炭素から酸素が発生しているという、気体から気体が発生するイメージが強いと思います。実際は、水から酸素発生させる(光が必要な)反応を明反応と言い、約30段階の手順で行われるそうです。この時に光が関係する箇所が二ヶ所ありそれぞれ光化学系Ⅱ(PS Ⅱ)と光化学系Ⅰ(PS Ⅰ)と呼びます。また、二酸化炭素を固着させる反応は先の明反応で得られたプロトン(水素イオン)と電子で行います。こちらの反応は光が関係ないので暗反応と呼びます。これだけでも光合成の奥深さを感じますが、明反応について、NTTの記事で次にように記述されています。「(前略)1999年になり、まずPSⅡの結晶化が実現され、さらに2009年に、大型放射光施設Spring-8のX線を使用して鮮明な立体構造が明らかになりました。」(NTT. "光合成とは？化学反応の詳細や酵素、人工光合成について詳しく解説". NTT 科学用語解説. 2024-02-05. https://www.rd.ntt/se/media/article/0020.html, (参照 2024-12-27))このように光合成の詳しい合成経路やそれに関わるタンパク質の立体構造の決定も比較的最近の研究であることがわかります。2009年を最近と呼んで良いのか？という部分は疑問がありますが、少なくとも私がまだ近畿大学に在学中の出来事だったと考えれば、感覚的に最近と思います。このようによく知られた事象であるにも関わらず、その正確なメカニズムの解明は私達が思っている以上に近年まで出来ていませんでした。非常に最近(今年)の発表としては、東京大学を中心とした研究グループが動物細胞中に葉緑体を導入して光合成を行って成功した世界初の研究が論文発表されたそうです。中々興味深い内容なので、もし興味があれば検索してみてください。論文の原書は英語で発表されており、内容も複雑なので東京大学のウェブページかそれに関するインターネットニュースの記事を読まれることを推奨します。

こういった内容を学ぶ度に、今まで「知っているつもり」だったのだなと反省させられます。継続的な学びの重要性がわかります。これに関しては、化学に限らずあらゆる分野で同じことは言えると思います。特に昨今注目されている「投資」に関しては、その傾向が顕著に見られます。常に世界中の様々な内容についてアンテナを張っておく必要があります。しかし、一人で学ぶには限界があります。そういった時に学友であったり、各分野の専門家との交流はこれ以上ない機会です。私も生徒に対して、学んだ内容を共有し、また学ぶ楽しさと意義を伝えられればと思っております。特にYotTube界隈であれば、生徒は私にとっては先生です。動画の視聴・構成の方法も「勉強」であると知ってくれれば、生徒の「勉強」という言葉嫌いも軽減するかもしれません。これまで以上に質の高い学習を提供できるように努力していきます。今後とも家庭教師の帝塚山をよろしくお願いいたします。