中学校では「光合成のしくみ」について学習しますが、よく理解できていますか？
この記事では、「光合成のしくみ」を「行われる場所」「材料」「化学反応式」などの面から解説しています。
それでは早速「光合成のしくみ」について、一緒に学習していきましょう！
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0. 「植物のからだのつくりとはたらき」の記事 一覧
中学２年生の「植物のからだのつくりとはたらき」の単元に関係する記事の一覧です！
今、学習している内容がどこにあたるか確認しておきましょう！
① 光合成のしくみ （←今はここ！）
（Coming soon ! ! ）
1. 光合成（小学生までの内容）
中学校の内容に入る前に、小学校で光合成について何を学んだかを復習しておきましょう。
【小学校の内容のポイント】
① 光合成は植物の「葉」で行われる。
② 葉に日光が当たることで、「デンプン」がつくられる。
③ デンプンは、「ヨウ素液」を使って調べることができる。
小学校では、この３つが大切なポイントになります。
しかし、小学校の範囲では、「葉のどこで光合成をするのか」「デンプンはどのようにつくられるのか」などを詳しく学習することはありませんでした。
中学校では、小学校の内容をより詳しく深堀して学習します。小学校より難しいかもしれませんが、できるだけわかりやすく説明していきたいと思います。
ヨウ素液などの試薬・指示薬のはたらきを復習したい人はこちらの記事も参考にしてください。
2. 光合成のしくみ（中学校）
中学校の内容のポイントは次の２つです。
① 植物のどこで光合成が行われるのか
② 光合成はどのように行われているのか
この２つがわかれば、中学の内容は９割マスターしたといってもいいでしょう。今回は、この２つのポイントが押さえられるように解説していきます。
① 光合成の全体像
まずは、光合成の全体のイメージを説明します。
光合成を簡単に言うと
「二酸化炭素」と「水」をつかって、養分となる「デンプン」などをつくり、ついでに「酸素」を放出する反応。です。
光合成は酸素をつくるためのものじゃないの？
光合成は、「デンプン」などのからだで使う養分をつくるためのはたらきです。
自分で獲物をつかまえることができない植物は、光合成によって自分が生きるために必要な養分を作り出します。酸素はそのついでにできるものです。
光合成の全体像は、下の画像のようになります。
② 光合成が行われる場所
光合成は、植物の細胞の中にある「葉緑体」で行われます。
動物は、「葉緑体」をもっていないため、もちろん光合成することはできません。
細胞のつくりについて詳しく知りたい人は下の記事を参考にしてください。
葉緑体は植物のすべての細胞にあるの？
いいところに気が付いたね！実は細胞内の葉緑体の数は植物のからだの場所によって差があります。
基本的に、緑色に見える部分には葉緑体がありますが、特に多いのが「葉の表側」です。
植物は、葉の表側に葉緑体をたくさんもつことで、効率よく光合成をしています。
今回は、葉の細胞の中の葉緑体の中でどのように光合成が行われているかについて説明していきます！
③ 光合成の材料
光合成の材料は、「二酸化炭素」と「水」です。
「二酸化炭素」は、空気中の二酸化炭素を「気孔」から吸収します。
「水」は、根から吸い上げたものを利用します。
これで、光合成の材料が葉緑体の中にそろいました。
④ 光合成でつかわれるエネルギー
光合成では、化学反応が起こります。
この時に使われるのが「光のエネルギー」です。
「光のエネルギー」は葉緑体に日光などの光があたることで供給されます。
⑤ 光合成の生成物
光合成の生成物（光合成でできるもの）は、「デンプン」などと「酸素」です。
※光合成は、「酸素」ではなく、「デンプン」をつくるために行われます。「酸素」はそのついでにつくられます。
「デンプン」は、その後、「師管」を通って全身の細胞に送られます。
「酸素」は、気孔を通って排出されます。
これらの光合成のしくみをひとつの図にまとめたのが最初に紹介した下の画像です！
3. 光合成と呼吸
実は、植物は「光合成」だけでなく、「呼吸」も行っています。
そのため、植物の生態を理解するためには、光合成と呼吸の両方を考える必要があります。
① 呼吸のはたらき
「呼吸」のはたらきは、
酸素を吸収して、二酸化炭素を排出するときに、からだで使うエネルギーをつくる。
というものです。
そのため、「呼吸」では「光合成」とは逆で、酸素を吸収して、二酸化炭素を排出します。
② 昼の場合
昼の間、植物は光合成と呼吸の両方を行ないます。
ですが、光合成をより活発に行うため、二酸化炭素の吸収量と酸素の排出量が多くなります。
これにより
二酸化炭素は、呼吸で排出される量より、光合成で吸収される量が多くなります。
酸素は、呼吸で吸収する量より、光合成で排出する量が多くなります。
③ 夜の場合
夜は、日光が当たらないため光合成は行われませんが、呼吸は行われます。
そのため、夜の植物は酸素を吸収し、二酸化炭素を排出します。
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