🧪 光合成と呼吸の実験インフォグラフィック 🌱

〜植物の神秘を探る科学実験ガイド〜

作成日: 2025年3月29日

監修: 植物生理学研究室

🔍
光合成における光の必要性の確認

比較対象
葉のアルミホイルで
覆った部分
VS
葉のアルミホイルで
覆っていない部分
条件設定

日光に当てる

観察項目

ヨウ素液による
デンプン反応(色の変化)

覆った部分:変化なし

覆っていない部分:青紫色に変化

光合成には光が必要である

🔬
光合成における葉緑体(葉緑素)の必要性の確認

比較対象
葉の緑色の濃い部分
VS
葉の緑色が薄い部分
(斑入り)
条件設定

日光に当てる

観察項目

ヨウ素液による
デンプン反応(色の変化)

緑色が濃い部分:濃い青紫色に変化

緑色が薄い部分:薄い青紫色または変化なし

光合成には葉緑体(葉緑素)が必要である

🧪
光合成による二酸化炭素消費の確認

比較対象
①植物を入れた
ビニール袋
VS
②植物を入れない
ビニール袋
条件設定

①②ともに呼気を入れ、光を当てる

観察項目

袋内の気体を石灰水に通したときの変化

①:石灰水は濁らない

②:石灰水は白く濁る

光合成によって二酸化炭素が消費される(減少する)

🌙
呼吸による二酸化炭素排出の確認

比較対象
①植物を入れた
ビニール袋
VS
②植物を入れない
ビニール袋
条件設定

①②ともに通常の空気を入れ
暗所に置く

観察項目

袋内の気体を石灰水に通したときの変化

①:石灰水は白く濁る

②:石灰水は濁らない

呼吸によって二酸化炭素が排出される(増加する)

🌊
光合成による二酸化炭素消費の確認(水草)

比較対象
①水草を入れた
試験管
VS
②水草を入れない
試験管
条件設定

①②ともに二酸化炭素を溶かした水
(例:呼気を吹き込んだ水)を入れ、
光を当てる

観察項目

BTB溶液の色の変化

①:黄色 → 緑色 → 青色に変化

②:黄色のまま

光合成によって水中の二酸化炭素が消費される

📏
呼吸における気体の出入りの定量測定

比較対象
①発芽した種子+水酸化
ナトリウム水溶液を
入れた密閉容器
VS
②発芽した種子+水を
入れた密閉容器
条件設定

①②ともに暗所に置く

観察項目

連結したガラス管内の
着色液の移動

①:着色液は容器側に大きく移動
(酸素吸収量を示す)

②:着色液は容器側にわずかに移動
(酸素吸収量-二酸化炭素排出量)

呼吸による酸素吸収量と二酸化炭素排出量を
比較・測定できる
(水酸化ナトリウムは二酸化炭素を吸収する)
補足情報

光合成のデンプン確認実験(ヨウ素液使用)の前処理:

暗室処理: 実験前に植物を1日程度暗い場所に置き、葉にもともとあったデンプンをなくす。

熱湯処理: 葉を柔らかくし、細胞壁を壊してヨウ素液が浸透しやすくする。

エタノール処理(湯煎): 葉の緑色(葉緑素)を脱色し、色の変化を見やすくする。
(注意:アルコールは引火性があるため直接火にかけず、必ず湯煎で行う)

水洗い: 脱色後の葉を水で洗い、アルコールを流して柔らかくする。

比較実験の重要性:

ある条件の影響を調べるためには、その条件だけを変え、他の条件は同じにして比較することが科学的な実験の基本となります。