植物の呼吸と光合成 - 漫画風ノート

2025年4月12日
👨‍🏫
みなさん、今日は植物の働きについて学習します。特に呼吸と光合成について詳しく見ていきましょう！
🤔
光合成は知ってるけど、植物も呼吸するんですか？
ドーン！
💡 重要ポイント 💡
植物は光合成だけでなく呼吸も行っている！
この2つの働きを理解することが今日の目標です！
👨‍🏫
まず基本知識を確認しましょう。皆さんが知っている光合成とは？
【光合成の一般的なイメージ】
植物が二酸化炭素(CO2)を吸って、酸素(O2)を出す働き
😮
でも、なぜ植物は光合成をするんですか？酸素を出すのが目的？
📝 光合成の本当の目的 📝
植物は自分のために光合成をしています！
目的は「でんぷん（炭水化物）」を作ること！
酸素は副産物として出ているだけなんです！
🤯
なるほど！植物も生きるためのエネルギー源が必要なんですね！
【光合成と呼吸の正確な式】
【光合成】
二酸化炭素 + 水 → でんぷん + 酸素
(光エネルギーと葉緑体が必要)
【呼吸】
でんぷん + 酸素 → 二酸化炭素 + 水 + エネルギー
(すべての細胞で24時間行われている)
光合成と呼吸は逆の反応なんです！でも両方とも植物の生存に必要なんですよ！
🔍
光合成について詳しく見ていきましょう。なぜ植物は二酸化炭素を吸収するのでしょう？
【二酸化炭素の秘密】
CO2 = 炭素(C) + 酸素(O2)
植物は炭素が欲しいんです！
なるほど！
でんぷんって「炭水化物」って言いますもんね！炭素からできてるんだ！
💡
そう！でんぷんを長く加熱すると焦げて黒くなりますよね。あの黒いものが炭素なんです！
ご飯 → 長時間加熱 → 焦げる → 黒い炭素が見える
💡 光合成のしくみ 💡
  1. 葉の気孔から二酸化炭素を取り入れる
  2. 根から吸収した水と一緒に使う
  3. 葉緑体の中の葉緑素が光エネルギーを受け取る
  4. 二酸化炭素と水からでんぷんを作る
  5. 副産物として酸素を放出する
✨ 光合成に必要なもの ✨
☀️
光
💧
水
💨
二酸化炭素
🌿
葉緑体
👨‍🏫
次に呼吸について見ていきましょう。植物の呼吸は人間の呼吸とどう違うのでしょう？
🤔
人間の呼吸は酸素を吸って二酸化炭素を吐き出すことですよね？
📝 理科での「呼吸」の意味 📝
理科で「呼吸」と言う時は2つの意味があります！

①空気の出入り：息を吸ったり吐いたりすること
②細胞でのエネルギー生産：酸素を使って栄養からエネルギーを作ること
シーン…
植物も動物も、すべての細胞が②の意味の呼吸をしています！
😮
えっ！じゃあ植物は光合成と逆のことも同時にやってるんですか？
👍
そのとおり！しかも呼吸は24時間ずっと行われているんです！
【植物の呼吸と光合成の関係】
光合成 呼吸
時間 主に昼間（光が必要） 24時間常に行われる
場所 葉緑体のある部分（主に葉） すべての細胞
目的 でんぷんを作る エネルギーを得る
使うもの 二酸化炭素・水 でんぷん・酸素
出すもの でんぷん・酸素 二酸化炭素・水・エネルギー
🤔
でも昼間は光合成と呼吸が同時に行われてるなら、二酸化炭素と酸素の出入りが打ち消しあうんじゃないですか？
👨‍🏫
良い質問です！実は光合成の方が呼吸よりもずっと活発なんです！
【昼と夜の植物の気体交換】
☀️ 昼間 ☀️
光合成 ≫ 呼吸
↓
結果：CO2を吸収、O2を放出
🌙 夜間 🌙
光合成 = 0（光がない）
呼吸のみ進行
↓
結果：O2を吸収、CO2を放出
【実験1】葉のでんぷんをヨウ素液で確かめる
  • 一日中暗いところに置く（葉の中のでんぷんをなくす）
  • 葉にアルミホイルを巻く（一部に光が当たらないようにする）
  • 日光に当てる（光合成ででんぷんを作らせる）
  • 葉を取り、熱湯につける（細胞を壊す）
  • 湯煎したアルコールにつけて色を抜く（葉を白くする）
  • 水で洗う
  • ヨウ素液をかける（でんぷんがあると青紫色に変わる）
結果：光が当たった部分だけ青紫色に！
アルミホイルで覆った部分は変色しない！
ドキドキ！
この実験から分かること：
1. 光合成には光が必要！
2. 光合成によってでんぷんが作られる！
3. 葉の緑色が薄い「斑（ふ）」の部分は葉緑体が少なく、光合成が弱い！
【実験2】BTB液で二酸化炭素の変化を調べる
💡 光合成の実験 💡
  1. 2つのビニール袋を用意する
  2. 両方に息（CO2を含む）を入れる
  3. 片方だ