植物のヒミツ！呼吸と光合成ギャグノート

今回の授業は植物の働きについて学習するよ！特に呼吸と光合成の仕組みを理解しよう！

植物が息してるってどういうこと...？植物に鼻あったっけ...？

植物に鼻はないけど呼吸してるんだぞ～！

ドン！！

昔の人の大疑問：植物はなにを食べて大きくなるの？

昔の人は不思議に思ったんだ…
「植物は何も食べていないのに、どうやって大きくなるんだろう？」

たしかに…人間は食べ物で大きくなるけど、植物は？

最初は「土を食べてるのかな？」と考えたんだ。

でも土の重さを測ったら変わってなかった！
土を食べてる説はバッテン！

ズコー！

植物の成長の秘密は実は大気中から取り込む二酸化炭素と水にあったんだ！

光合成のヒミツ大公開！

植物は光合成をして成長するって知ってるよね？

つまり、二酸化炭素を吸って酸素を吐き出す…

でも、なんで植物はそんなことするの？酸素を出して動物を助けてくれてるの？

いやいや！植物は動物のためじゃなくて自分のためにやってるんだぞ！

ガーン！

植物が欲しいのは二酸化炭素の中の炭素(C)なんだ！

二酸化炭素(CO2)から炭素(C)を取り出して、でんぷんに変えて体の中にためているんだよ！

へぇ～！じゃあ酸素は要らないから出してるんだ！

光合成の正しい式：
二酸化炭素 + 水 → でんぷん + 酸素

光合成の目的はでんぷんづくり！酸素は副産物！

でも勝手にでんぷんになるわけじゃないよね？

そう！緑色の正体である葉緑体が大活躍！
葉緑素という色素が二酸化炭素と水をでんぷんに変えてくれるんだ！

でも葉緑素が働くためには光のエネルギーが必要！

ピカーッ！✨

植物も呼吸してる！？

呼吸といえば、人間は酸素を吸って二酸化炭素を吐くよね？

そうだね！

実は植物も呼吸しているんだ！

ええーっ！？

えっ！でも光合成と反対じゃない？混乱する～💦

じつは理科で言う呼吸には2つの意味があるんだ！

①息を吸ったり吐いたりする一般的な呼吸

②細胞が酸素を使ってエネルギーを生み出す働き

植物も動物も体の細胞で②の呼吸をしているんだよ！

ということは…植物は光合成でできたでんぷんを使って呼吸してるってこと？

呼吸の正しい式：
でんぷん + 酸素 → 二酸化炭素 + 水 + エネルギー

呼吸の目的はエネルギーづくり！二酸化炭素は廃棄物！

ピコーン！💡

光合成と呼吸のパラドックス！？

ちょっと待って！植物は昼間も呼吸してるってことは…

光合成で二酸化炭素→酸素

呼吸で酸素→二酸化炭素

これって相殺されない？🤔

いい質問だ！実は昼間は光合成＞呼吸なんだ！

だから昼間の植物は全体としては二酸化炭素を吸って酸素を出してるよ！

なるほど〜！

光合成と呼吸の比較

✅ 光合成：でんぷんを作る（昼間のみ）

✅ 呼吸：エネルギーを作る（24時間）

昼間は光合成＞呼吸、夜は呼吸のみ！

植物はどうやってガス交換してるの？

植物はどうやって二酸化炭素を吸って酸素を出しているか知ってる？

え？鼻や口がないのにどうやって...？

葉っぱの表面にある気孔(きこう)という小さな穴から出し入れしてるんだ！

顕微鏡で見ると、気孔は唇みたいな形の孔辺細胞に囲まれていて、開いたり閉じたりできるんだよ！

パクパク！

へぇ～！葉っぱに小さな口がいっぱいあるみたいだね！

そう！しかも葉っぱの裏側にたくさんあって、表よりも数が多いんだ！

実験コーナー：光合成を目で見てみよう！

実験その1：光合成で作られるでんぷんを確認しよう！
葉を一日中暗いところに置く（葉の中のでんぷんをなくすため）
葉の一部をアルミホイルで覆い、光を当てる（比較実験）
葉を取り、熱湯につける（細胞を柔らかくするため）
アルコールにつけて色素を抜く（葉を白くする）
水で洗う
ヨウ素液をかける
結果を観察する！
ジャーン！

光が当たった部分は青紫色に染まった！でんぷんがあることの証拠だ！

アルミホイルで覆った部分は染まらなかった！光合成には光が必要な証拠だ！

すごい！光合成の証拠が目で見えるんだね！

でも葉っぱにそのままヨウ素液をかけても染まらないんだぞ～！細胞の壁があるからね！

実験その2：二酸化炭素の変化を確かめよう！
2つのビニール袋を用意
両方に息（二酸化炭素たっぷり）を入れる
片方だけに植物の葉を入れ、光を当てる
しばらく待つ
それぞれの袋の気体を石灰水に通す
ドキドキ...

植物なしの袋→石灰水が白く濁った（二酸化炭素あり）

植物ありの袋→石灰水がほとんど濁らなかった（二酸化炭素減少）

スゴーイ！
実験その3：呼吸を確かめよう！
2つの袋を用意し、通常の空気を入れる
片方だけに植物を入れる
両方を暗いところに置く（光合成をさせない）
しばらく待つ
それぞれの袋の気体を石灰水に通す
ワクワク...

植物なしの袋→石灰水がほとんど濁らない（二酸化炭素少ない）

植物ありの袋→石灰水が白く濁った（二酸化炭素増加）

うわぁ！暗いところでは植物が二酸化炭素を出してる！

そう！暗いと光合成ができないから呼吸だけしてるんだ！

実験その4：水草で酸素を見てみよう！
水槽に息を吹きこんだ水（二酸化炭素たっぷり）を用意
水草を入れる
光を当てる（間に水槽を置いて温度上昇を防止）
水草から出る泡を観察
ブクブク〜！

水草から出てくる泡は酸素だ！光合成の証拠！

水の中でも光合成してるんだね！すごい！