2025年度 (最新) 学院等開講科目生命理工学院生命理工学系

光合成科学

開講元: 生命理工学系
担当教員: 増田真二 / 田中寛 / 下嶋美恵 / 刑部祐里子 / 吉田啓亮 / 藤泰子
授業形態: 講義 (対面型)
メディア利用科目: -
曜日・時限 (講義室): 火3-4 (M-B45(H105)) / 金3-4 (M-B45(H105))
クラス: -
科目コード: LST.A361
単位数: 200
開講時期: 2025年度
開講クォーター: 2Q
シラバス更新日: 2025年5月26日
使用言語: 日本語

シラバス

授業の目的（ねらい）、概要

光合成に関する基礎知識を包括的に理解すること、またそれに関連した光化学・光生物学的基礎知識の修得を目標とする。植物や藻類をはじめとした光合成生物の環境適応機構を理解し、その生物学的意義・来る低炭素社会実現に向けた技術開発の方向性を考察する。光合成がどのように成立し、それが過去の地球に起こった環境変動に対してどのような役割を果たしたかについて学ぶ。
　具体的には、生体エネルギー変換の基礎、光合成生物の進化過程、光合成を行う細胞の構造と特徴、光合成の分子機構、光合成の調節、に関して概説する。この講義を通じて、光合成が全ての生物の活動を支える重要な反応であり続けてきたことを実感してほしい。

到達目標

地球上で最大のエネルギー変換反応である光合成に関する次の能力を習得する
１）光合成が生命活動の基礎を支えていることを説明できる
２）光合成の分子機構が説明できる
３）光合成の環境適応機構を説明できる
４）光合成の成り立ちに関して考察できる
５）人工光合成に関してコメントできる

キーワード

光合成科学、光科学、光工学、分光学、生物物理学、電子伝達、タンパク質複合体、生体エネルギー変換、人工光合成

学生が身につける力

専門力
教養力
コミュニケーション力
展開力 (探究力又は設定力)
展開力 (実践力又は解決力)

授業の進め方

授業は６名の担当教員によるオムニバス形式による講義形式で行う。東京大学光合成教育研究会編「光合成の科学」（東京大学出版会）、を教科書とし、各講義で主に取り上げる章をそれぞれの授業計画に記した。各講義では、独自に追加した資料を各教員が作成・配布する予定。授業計画に示す章は上記教科書のそれに対応する。

授業計画・課題

	授業計画	課題
第1回	光合成明反応１（吉田）	水の分解と電子伝達に関わる光合成タンパク質の機能
第2回	光合成明反応２（吉田）	二酸化炭素同化系に還元力を供給する光合成電子伝達系の理解
第3回	ATP合成（吉田）	光に依存したATP合成とその制御
第4回	光合成を行う細胞の構造（田中）	光合成を行う細胞の構造
第5回	光合成同化反応（田中）	光合成同化反応のメカニズム
第6回	窒素制御（田中）	窒素代謝に関連した制御機構
第7回	光合成の調節１　遺伝子発現を介した光合成の調節（田中）	遺伝子発現を介した光合成の環境適応, 葉緑体構築・分化
第8回	光合成の調節２葉緑体タンパク質・脂質・色素の制御（下嶋）	葉緑体タンパク質・脂質・色素の合成とその制御
第9回	光合成の調節３（増田）植物の光に応答した明反応の調節	非光化学的消光・ステート遷移のメカニズムの理解
第10回	光合成の進化　光合成生物の多様性（増田）	光合成の誕生・進化に関する理解
第11回	バイオエネルギー・人工光合成（下嶋）	バイオネルギー・人工光合成の原理と応用
第12回	葉緑体ゲノムと核ゲノム（藤）	葉緑体ゲノムの制御
第13回	光合成遺伝子とエピジェネティクス（藤）	エピジェネティクスを介した光合成関連遺伝子の遺伝子発現制御
第14回	低炭素社会実現に向けた植物改変技術（刑部）	光合成強化・バイオマス増産を目指した植物ゲノム改変技術

準備学修(事前学修・復習)等についての指示

学修効果を上げるため，教科書や配布資料等の該当箇所を参照し，「毎授業」授業内容に関する予習と復習（課題含む）をそれぞれ概ね100分を目安に行うこと。

教科書

東京大学光合成教育研究会編「光合成の科学」東京大学出版会

参考書、講義資料等

[参考書]佐藤公行編集「光合成」朝倉書店；日本光合成学会（編）「光合成」朝倉書店

成績評価の方法及び基準

光合成に関する基礎知識および応用研究について，その理解度を、期末テスト（対面）の結果で評価。講義中小テストを科す場合はそれも評価に含める。

履修の条件・注意事項

なし