問1
★
光合成の場所
光合成は、葉の細胞の中の何というつくりで行われるか。
答えを見る
答え葉緑体
光合成は葉緑体で行われる。
中学理科 / 生物分野
Unit 22
植物のはたらき
植物はなぜ緑色？どうやってエネルギーを得るの？
光合成・呼吸・蒸散の3つのはたらきを整理しよう。
☀️ 光合成🌬️ 呼吸💧 蒸散
1
光合成
植物は動物のように食べ物を探し回らなくても生きていける。日光と水と空気中の二酸化炭素さえあれば、自分自身で栄養（デンプン）を作り出せるからだ。この能力を光合成という。
植物は葉の葉緑体で光エネルギーを使い、CO₂と H₂O からデンプン（有機物）と O₂ をつくる。この過程を光合成という。
FORMULA — 光合成の反応式
CO₂ + H₂O →（光エネルギー・葉緑体）→ デンプン + O₂
デンプンはヨウ素液で青紫色に変化することで確認できる
図1：光合成のしくみ。葉緑体が CO₂・H₂O と光エネルギーを使ってデンプンと O₂ をつくる。
❌ よくある誤解
誤：植物は根から吸収した養分（肥料）だけで成長している
正：植物の体を作る主な有機物（デンプンなど）は、根からの肥料ではなく、葉での光合成によって空気中のCO₂と水から作られている。肥料は主に窒素・リンなど無機物の栄養素を補うもの
植物の体の大部分（乾燥重量）は、実は空気中の二酸化炭素由来の炭素からできている。「土から栄養を吸い上げるだけ」という誤解は根強いので注意。
高校生物では、光合成をさらに「光を使ってATPと還元力を作る反応（光化学系）」と「その力を使ってCO₂から糖を作る反応（カルビン・ベンソン回路）」の2段階に分けて、分子レベルで詳しく学ぶ。高校生物の範囲
2
呼吸との違い
「植物は昼にO₂を出して、夜にCO₂を出す」と思われがちだが、実は植物も動物と同じように24時間ずっと呼吸をしている。昼間は光合成の勢いが呼吸を上回るため、差し引きでO₂が出ているように見えるだけである。
植物も動物と同様に呼吸（細胞呼吸）を行い、有機物を分解してエネルギーを得る。光合成は光があるときだけ行われるが、呼吸は昼夜を問わず続く。
⚖️ 光合成と呼吸の比較
| 光合成 | 呼吸 | |
|---|---|---|
| 行う場所 | 葉緑体 | ミトコンドリア・細胞質 |
| 条件 | 光が必要 | 昼夜問わず常時行う |
| CO₂ | 吸収する | 放出する |
| O₂ | 放出する | 吸収する |
| 有機物 | つくる（デンプン） | 分解する |
| エネルギー | 光エネルギーを吸収 | 化学エネルギーを放出 |
❌ よくある誤解
誤：夜に植物のそばで寝ると呼吸のCO₂だけが出て光合成は完全に止まっているので危険である
正：夜は光合成が止まり呼吸だけになるため、確かにCO₂を放出するが、その量はごくわずかであり、通常の生活環境で健康に影響するレベルではない
「夜に植物のそばで寝ると酸欠になる」という俗説は、量的に見るとほぼ無視できるレベルの現象であり、過度に恐れる必要はない。
高校生物では、呼吸を「解糖系→クエン酸回路→電子伝達系」という3段階の反応として学び、1分子のグルコースから最大38分子のATP(エネルギーの通貨)が作られる詳細な過程を扱う。高校生物の範囲
3
蒸散
暑い日に木の下が涼しく感じるのは、葉から水分が水蒸気となって出ていく「蒸散」が行われているから。この蒸散が、根から高い枝先まで水を吸い上げるポンプの役割も果たしている。
葉の気孔から水蒸気が出ていく現象を蒸散という。気孔は孔辺細胞に囲まれており、主に葉の裏側に多い。
💧 蒸散の役割
- 根から水を吸い上げる力（吸水力）を生み出す
- 体温調節（余分な熱を水蒸気として放散）
- 葉・茎・根の水分・無機物の輸送を促す
💡 なぜ蒸散が根からの水の吸い上げにつながるのか？
葉の気孔から水蒸気が抜けていくと、葉の細胞の中の水が不足して「水を欲しがる力」が生まれる。この力が、隣の細胞、さらに茎の中の管(道管)を通じて根まで連鎖的に伝わり、根が土から水を吸い上げる原動力になる。ストローの先を吸うと反対側から液体が上がってくるのと似た仕組みである。
高校生物では、蒸散による水の吸い上げを「蒸散流」と呼び、水分子どうしが引き合う性質(凝集力)によって、道管の中で水の柱が途切れずに高い木のてっぺんまで持ち上がる仕組み(凝集力説)を学ぶ。高校生物の範囲
🎯 テストでの問われ方
定期テストでは、光合成の対照実験（葉の一部を覆う、水草に光を当てるなど）から結論を導かせる問題、光合成と呼吸のCO₂・O₂の出入りをグラフから読み取らせる問題が頻出。高校入試でも、ワセリンを塗った葉での蒸散実験の結果から、蒸散が主に葉の裏で起こることを導かせる定番の考察問題が出題される。
🎯 練習問題
まず自分で解いてから、「答えを見る」を押して確かめよう。
問2
★
デンプンの確認
葉にデンプンができたことを確かめるときに使う、デンプンがあると青紫色に変わる薬品を何というか。
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答えヨウ素液
ヨウ素液は、デンプンがあると青紫色に変わる。
問3
★★
光合成と気体
光合成で、植物が吸収する気体はどれか。
- ア酸素
- イ二酸化炭素
- ウ窒素
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答えイ
二酸化炭素と水から、デンプンと酸素をつくる。
問4
★★
蒸散
葉の気孔から水蒸気が出ていく現象を何というか。
答えを見る
答え蒸散
蒸散は、根から水を吸い上げる助けになる。
問5
★★
呼吸
次の文は正しいか、誤りか。
「植物が呼吸を行うのは、光が当たらない夜の間だけである。」
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答え誤り
呼吸は、昼も夜も行われている。
問6
★★★
昼間の気体の出入り
十分な光が当たっている昼間、植物全体として見たときの気体の出入りはどれか。
- ア酸素を吸収し、二酸化炭素を放出している
- イ気体の出入りはない
- ウ二酸化炭素を吸収し、酸素を放出している
答えを見る
答えウ
昼間は、光合成の量が呼吸の量を上回る。
✅ この単元のまとめ
- 光合成：CO₂ + H₂O →（光）→ デンプン + O₂（葉緑体で行う）
- 光合成は光があるときだけ；呼吸は昼夜を問わず行われる
- 日中（十分な光のとき）は光合成量＞呼吸量で O₂ が正味放出される
- 蒸散：気孔から水蒸気を放出；根からの水の吸い上げを助ける
- 気孔は主に葉の裏側に多く、孔辺細胞で開閉する
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