理科ラボ

生物基礎｜生物の特徴（5）光合成と呼吸

光合成で光のエネルギーを有機物に、呼吸で有機物のエネルギーを ATP に

光合成は光のエネルギーで有機物をつくる同化、呼吸は有機物を分解して ATP をつくる異化です。どちらも ATP がエネルギーの仲立ちをしています。中学のふり返りから始めて、予想してから5つのステップで確かめよう。

ことばの準備

さきに知っておくこと

    ステップ1

    光合成で出てくる気体は？

    予想：オオカナダモに光を当てると、葉から泡が出てきた。この気体は？

    白い泡＝酸素。紫＝ATP、黄＝有機物、水色＝CO₂ と H₂O。グラフの赤い点＝補償点。

    予想を選ぶと、ここで条件を変えられるようになります。

    公式

    この単元の式

    名前式ことばで言うと・単位
    光合成6CO₂ ＋ 12H₂O ＋ 光 → C₆H₁₂O₆ ＋ 6O₂ ＋ 6H₂O光で有機物をつくるO₂ は水が分解されてできる
    呼吸C₆H₁₂O₆ ＋ 6O₂ ＋ 6H₂O → 6CO₂ ＋ 12H₂O ＋ ATP有機物から ATP をつくるグルコース 1 分子から最大 38 ATP（教科書により 32 など）
    見かけの光合成量見かけの光合成量 ＝ 光合成量 − 呼吸量外から見える O₂ の出入り補償点で 0

    光合成と呼吸は物質の出入りが逆向き。物質は循環するが、エネルギーは最後に熱になって出ていく。

    重要語句

    この単元でおさえること

    確認問題へ問題ページへ →実験道具：葉のはたらき光合成・呼吸・蒸散のちがいを調べよう →

    実験のあとに読む

    なぜ呼吸は「燃焼」のように一気に進まないのか

    何を比べる？

    光を当てたオオカナダモ、光の有無と葉緑体の反応、呼吸と燃焼、物質とエネルギーの流れ、光の強さと見かけの気体の出入りを比べます。

    結果をどう考える？

    グルコースを一気に分解すると、たくさんのエネルギーが熱としてにげてしまい、細胞もこわれてしまいます。呼吸では、たくさんの酵素がグルコースを少しずつ段階的に分解するので、取り出したエネルギーを何回にも分けて ATP にたくわえることができます。

    まちがえやすい点・モデルの条件

    「植物は昼は光合成だけ、夜は呼吸だけ」はまちがいです。呼吸はいつもしていて、昼は光合成の量が呼吸の量より多いので、見かけ上 O₂ を出しているだけです。

    制作：現役の理科教員 ／ 制作の考え方