光合成
カワウソ先生光合成は葉緑体の中だけで起こる。材料は水と二酸化炭素、できるのはデンプンと酸素だよ。
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- 植物は細胞の中の葉緑体(新しいタブで開きます)で、光のエネルギーを使って水と二酸化炭素(新しいタブで開きます)からデンプンなどの有機物(新しいタブで開きます)と酸素をつくる。これを光合成という。
- できたデンプンは水に溶けやすい物質に変わり、師管(新しいタブで開きます)を通って植物の体の各部に運ばれる。
- 光合成でデンプンができたかどうかは、ヨウ素液をつけて青紫色に変わるかで確かめられる。ふ入りの葉を使うと、葉緑体がある部分とない部分を対照実験(新しいタブで開きます)で比べられる。
詳しく
ポイント
植物は、細胞の中にある葉緑体で光合成を行う。光合成は、光のエネルギーを使って、水と二酸化炭素からデンプンなどの有機物と酸素をつくるはたらきである。
文字で表すと、二酸化炭素+水 →(葉緑体の中で・光のエネルギーを使って)→ デンプンなど(有機物)+酸素、という関係になる。材料のうち二酸化炭素は、主に葉の気孔から取り入れられるものだ。
光合成でできたデンプンは、そのままでは師管を移動できないため、水に溶けやすい物質に変わってから師管を通って植物の体の各部に運ばれる。
ヨウ素液で確かめる実験
ふの部分(葉緑体がない白い部分)と緑の部分があるふ入りの葉を使う。前日から鉢ごと暗い所に置いて葉のデンプンをなくしておき、日光に数時間当ててから切り取る。熱い湯に入れて葉をやわらかくした後、温めたエタノールに入れて脱色する(葉の緑色があるとヨウ素液の色の変化が見えにくいため)。
脱色した葉を水で洗ったあと、ヨウ素液をつけるのが次の手順だ。葉緑体があり、光が当たっていた緑の部分は、デンプンができているため青紫色に変わる。ふの部分は葉緑体がないため色が変わらない。
この実験は、ふの部分と緑の部分という条件がそろった1枚の葉の中で比べる対照実験になっている。光を当てない部分(アルミ箔で覆う)と当てた部分を同じ葉で比べる実験も、同じ考え方である。
なぜそうなるか
ヨウ素液は、デンプンに反応して青紫色に変わる性質(ヨウ素デンプン反応)を持つ。色が変わった部分にはデンプンができている、つまり光合成が行われたことが分かる。
ふの部分に色の変化が出ないのは、葉緑体がないために光合成そのものが起こらず、デンプンがつくられないからである。葉緑体があってもアルミ箔で覆って光を当てなければ、同じように色は変わらない。
ふ入りの葉やアルミ箔を使う実験では、葉緑体の有無・光の有無以外の条件(同じ葉・同じ時間)をそろえることで、光合成に必要な条件を1つずつ確かめられるようにしている。
確認問題
確認問題(解答用紙)
スマホやタブレットで読み取ると、この問題をその場で解けます。
https://manazoo.com/science/photosynthesis/?from=print#quiz
光合成が行われる、細胞の中のつくりはどれか。
- ◯ 細胞壁
- ◯ 核
- ◯ 葉緑体
- ◯ 液胞
正解:葉緑体
光合成は細胞の中の葉緑体(新しいタブで開きます)で行われる。光合成で、光以外に必要な材料はどれか。
- ◯ デンプンと酸素
- ◯ 二酸化炭素と酸素
- ◯ 水と酸素
- ◯ 水と二酸化炭素
正解:水と二酸化炭素
光合成は、光のエネルギーを使って水と二酸化炭素(新しいタブで開きます)からデンプンなどの有機物(新しいタブで開きます)と酸素をつくるはたらきである。ヨウ素液がデンプンに反応すると何色に変わるか。
- ◯ 赤色
- ◯ 黄色
- ◯ 無色
- ◯ 青紫色
正解:青紫色
ヨウ素液はデンプンに反応して青紫色に変わる(ヨウ素デンプン反応)。日光に当てたふ入りの葉の、ふの部分(白い部分)にヨウ素液をつけても色が変わらないのはなぜか。
- ◯ 葉緑体がなく光合成が行われずデンプンができないため
- ◯ 気孔がふさがれて二酸化炭素が入らないため
- ◯ エタノールで脱色しすぎたため
- ◯ 水が多すぎてヨウ素液が薄まるため
正解:葉緑体がなく光合成が行われずデンプンができないため
ふの部分には葉緑体がないため光合成が行われず、デンプンができない。そのためヨウ素液の色が変わらない。
単元のポイント
- 光合成が起こる場所 細胞の中の葉緑体
- 材料 水・二酸化炭素・光(光のエネルギー)
- できるもの デンプンなどの有機物・酸素
- ヨウ素液 デンプンに反応して青紫色に変わる(ヨウ素デンプン反応)