! 光合成と気体
1 光合成 光のエネルギーを利用して， 根から吸収した水と，葉の気き孔こうからと り入れた二酸化炭素から，デンプンな どがつくられるはたらきのこと。植物 の葉の細さい胞ぼうの中にある葉緑体で行われ る。このとき，酸素も同時に発生し， 気孔から体外へ出される。
2 葉でつくられたデンプンのゆくえ デンプンは水に溶とけにくいので，水 に溶けやすい物質に変えられてから， からだ全体に運ばれる。そして，呼吸 や成長など植物が生きるために使われ たり，再びデンプンに変えられて果実 や種子，茎くき，根などにたくわえられた りする。
/ 1 光合成のしくみ
茎 光
細胞 葉
葉緑体
＋ ＋
根から
水に溶けや すい物質
空気中から 空気中へ 気孔
水 二酸化炭素 デンプンなど 酸素
日光
線香 線香が激しく燃える。
気体 気体
集めた気体 の中に，火 をつけた線 香を入れる。 試験管
水
水 オオ カナ ダモ ペッ
トボ トル
水に息をふき こんで，日光 に当てる。
出てきた気体を試験管 に集める。
気体に酸素が多 く含まれている。
せん
ふく
こう
BTB溶液で調べる
変化しない。 白くにごった。 石灰水
石灰水を入れて，よく振る。
葉緑体が青紫色に変化。 葉緑体の色は変化なし。
葉を脱色してヨ ウ素液をたらす。
だっしょく
あおむらさき いろ
Bの水 Aの水
日光 水草
二酸化炭素 を溶かす。
CO
2
石灰水で調べる
植物の葉 息をふきこむ。
a
a b
b 日光
日光 ヨウ素液で調べる
光合成には二酸 化炭素が必要。 デンプンができている。 デンプンができていない。 A
a
a b
b B
日光 日光 水
結 果 結 果結 果
水を沸とうさせ， 気体を追い出し て冷ます。
植物が二酸化炭 素をとり入れ， 光合成を行った。
水草が光合成を行い，水の中の二酸化炭素を とり入れたため，もとの青色に戻った。
ふ ようえき
せっかいすい ふっ
黄色 緑色 青色
少ない 多い
二酸化炭素の量
★ＢＴＢ溶液の色と含まれる二酸化炭素の量の関係
息をふきこむ。
加熱して気体を追い出す。 ・二酸化炭素は，水に溶けると酸 性を示す。
・青色のBTB溶液に息をふきこむ と，息に含まれる二酸化炭素に よって緑色→黄色と変化する。
・黄色になったBTB溶液を加熱 して気体を追い出すと，緑色→ 青色と変化する。
水草 黄色青色
息をふきこむ 黄色
もど
重 要 実 験 光合成と二酸化炭素との関係を調べる
/ 2 酸素の発生を調べる実験
4 光合成と呼吸 植物の生活と種類
" 植物の呼吸
1 呼吸 植物も動物と同様に絶えず呼吸を行い， 酸素をとり入れ，二酸化炭素を出している。 2 光合成と呼吸 光合成と呼吸では，気体の出入
りが逆である。また，光合成は，昼間など光が当 たるときだけ行われるが，呼吸は，光とは関係な く絶えず行われている。
①昼間の気体の出入り 呼吸より，光合成によっ て出入りする気体のほうが多いので，全体とし て，二酸化炭素をとり入れ，酸素を出している。
②夜間の気体の出入り 呼吸だけが行われるので， 酸素をとり入れ，二酸化炭素を出している。
光飽和点
光の強さ
二酸化炭素吸収速度
光の強さと光合成
−
＋ 0
吸収放
光の強さと二酸 化炭素の吸収量 植物 は，光が強くなるほど さかんに光合成を行い， 二酸化炭素の吸収量が 増える。しかし，光が 光ひかり
飽ほう
和わ点てん（光合成がそ れ以上さかんにならな くなる光の強さ）に達 すると二酸化炭素の吸 収量は増えなくなる。 なお，植物は常に呼吸 をしているので，実際 の二酸化炭素の吸収量
（以下，光合成量）は， 呼吸で放出される二酸 化炭素量（以下，呼吸 量）をたした量になる。 補ほ償しょう点てん（光合成量と呼 吸量が等しくなり，二 酸化炭素の出入りがな くなる光の強さ）以下 の光では，植物は生活 できない。
日光 二酸化 炭素
二酸化炭素
二酸化炭素をとり入れ，酸素を出す。 酸素
酸素
二酸化炭素 酸素
光合成 呼 吸
呼 吸
酸素をとり入れ，二酸化炭素を出す。 昼
夜
石灰水で調べる
石灰水
❷袋の中の空 気を石灰水 に通す。
❶袋A，Bを一晩暗室に置く。
空気だけ ピンチコック
暗室
若い葉と空気 B A
袋B 若い葉 と空気 袋A 空気 だけ
変化しない。
石灰水が白く にごった。
結 果
植物の呼吸によっ て，二酸化炭素が 出された。
ふくろ
対照実験 調べようとすることがら以外の条件を，同じにして行う実験。生物のはた らきを調べるとき，生物の有無以外の条件を同じにして実験を同時に行うと，結果の 違ちが
いが生物のはたらきによることが確かめられる。
重 要 実 験 植物が呼吸することを調べる
/ 3 光合成と呼吸の関係
気体検知管で調べる
袋の中の気体の体積の割合を， 気体検知管ではかる。
暗室
気体検知管 気体採取器
若い葉
はじめ ３時間後
酸素 二酸化炭素 21.0％
20.5％
0.08％ 0.90％ 植物の呼吸によって，酸素が吸
結 果
●気体検知管の使い方
❶気体検知管の両端はしをチップホルダで折りと り，管の先にカバーゴムをつける。
❷気体検知管を気体採取器にさしこむ。
❸印を合わせ，調べたいところに検知管の先 をさし，ハンドルをいっきに引いて気体を 吸すいこみ，そのまま決められた時間待つ。
❹気体検知管をはずして，色が変化した先端 の目盛りを読む。
※酸素用の気体検知管は，使用直後に非常に 気体検知管
カバーゴム
気体採取器
ハンドル
印 チップ
ホルダ
! 光合成と気体
□1 光合成が行われる部分を何 というか。図のＡに書きなさ い。
□2 図のＢ，Ｃにあてはまる物 質は何か。
□3 光合成の材料となる気体や，
光合成で発生する気体の出入り口となる葉のすき間の部分を何というか。 （ ）
□4 次の文の空くう欄らんにあてはまることばは何か。
光合成によって葉でつくられたデンプンは，（ ）に溶とけやすい物質に変えら れて，からだ全体に運ばれ，呼吸や（ ）のための養分として使われたり，再び
（ ）に変わって，果実や（ ），茎くきや根などにたくわえられ たりする。
□5 光合成によって二酸化炭素が使われることを確かめるとき，BTB溶よう液えきのほかに何という
試薬を使うとよいか。 （ ）
□6 水に息を十分にふきこむと酸性になるのは，水に何が溶けるからか。
（ ）
□7 息を十分にふきこむと，BTB溶液は何色に変化するか。 （ ）
" 植物の呼吸
□1 植物が，動物と同じような気体の出し入れをしているとき，何というはたらきをしてい
るか。 （ ）
□2 植物が，呼吸によってとり入れる気体は何か。 （ ）
□3 図のように，植物が行っ ているはたらきＡ∼Ｃは何 か。
□4 光合成と呼吸のうち，植 物が１日中行うはたらきは どちらか。（ ）
□5 昼間，植物では呼吸と光合成のどちらのほうがさかんに行われるか。 （ ）
【文章記述】
□1 石せっ灰かい水すいに二酸化炭素を通すと，石灰水はどうなる か。
□2 対照実験とは，どのようにして行う実験か。
C〔 〕 B〔 〕
光 葉の細胞 さいぼう
デンプンなど
（養分）
水 ＋ ＋
根から 空気中から 空気中へ
A
日光
二酸 化炭素
二酸化炭素
酸素
酸素 二酸化炭素 酸素
昼 夜
Ａ〔 〕
B C
〔 〕 〔 〕
基本演習
1
2
1
光合成と気体① 図１は， 息をふきこんだ水が入ったペ ットボトルに，オオカナダモ を入れ，ゴム管付きの栓せんをし た装置を示したものである。 この装置を，図２のように，水すい
槽そう
の水の中に入れ，光を当
て，発生した気体を試験管に集めた。次に，図３のように，集めた 気体の中に火のついた線せん香こうを入れたところ，線香が激しく燃えた。 次の問いに答えなさい。
1 この実験で発生した気体は何か。
2 1の気体が発生したのは，オオカナダモが何というはたらきを 行ったからか。
2
光合成と気体② 図のように，試験管Ａ， Ｂを用意して，Ａにだけタンポポの葉を入れ， それぞれの試験管にストローで十分に息をふ きこんでからゴム栓をし，日光に当てた。数 時間後，試験管Ａ，Ｂのゴム栓をはずして石 灰水を入れ，すばやくゴム栓をして振ふったと ころ，一方の試験管の石灰水だけが白くにご った。次の問いに答えなさい。1 石灰水を白くにごらせた気体は何か。
2 石灰水が白くにごった試験管は，Ａ，Ｂのどちらか。記号で答 えなさい。
3 この実験から，試験管Ａのタンポポの葉に日光が当たったとき， どのようなはたらきが行われたことがわかるか。次のア∼エから 選び，記号で答えなさい。
ア 呼吸が行われ，酸素が吸収された。 イ 光合成が行われ，酸素が放出された。 ウ 呼吸が行われ，二酸化炭素が放出された。 エ 光合成が行われ，二酸化炭素が吸収された。
4 この実験で，試験管Ｂを用意したのはなぜか。3で行われたは たらきの名前を用いて，簡単に答えなさい。
2
の答え1 2 3 4
1
の答え1 2
石灰水 日光
呼気
A B A B
練習問題
水
オオカナダモ
ペットボトル
図１
光 試験管 気体
水
出てきた気体を試験管 に集める。
図２
線香
気体 図３
3
植物の呼吸と気体 植物のはたらきについて調べるために，次の 実験を行った。あとの問いに答えなさい。〔実験〕 ① 図のように，植物の新しん鮮せんな若い葉と空気を入れたポリ エチレンの袋ふくろの口をピンチコックで閉じ，半日暗室に置いた。
② ①の袋の中の気体を，石せっ灰かい水すいに通した。
1 実験①で，下線部のようにしたのは，若い葉が何というはたら きを行うのを防ぐためか。
2 実験②で，袋の中の気体を石灰水に通したとき，石灰水はどの ように変化したか。
3 石灰水が2のように変化したのは，袋の中に何という気体が増 えたからか。
4 3の気体が増えたのは，若い葉が何というはたらきを行ったか らか。
4
植物のはたらきと気体の出入り ヒマワ リの葉を使い，植物のはたらきと酸素と二 酸化炭素の出入りとの関係を調べた。あと の問いに答えなさい。〔実験〕 ① 透とう明めいなポリエチレンの袋Ａ∼ Ｄを用意し，図のように袋Ａ，Ｃには 同じくらいの大きさの葉を１枚ずつ入 れ，袋Ｂ，Ｄには何も入れず，袋の口 をしばった。
② 袋に穴をあけてストローで息をふきこんだあと，酸素用と二酸化炭素用の気体検知管 を順にさし，それぞれの気体の体積の割合を調べた。その後，穴をテープでふさいだ。
③ 袋Ａ，Ｂは明るい場所に，袋Ｃ，Ｄは暗い場所に，２時間置いた。
④ 再び袋に穴をあけ，②と同様に酸素と二酸化炭素の体積の割合を調べた。 表は，実験②，④の結果をまとめたものである。
1 葉がない場合，酸素と二酸化炭素の体積の割合は変化するか。 2 袋Ｃで酸素の体積の割合が変化したのはなぜか。
3 袋Ａのヒマワリの葉で行われたはたらきと，それによる気体の 出入りを表したものを，次のア∼エから選び，記号で答えなさい。 ただし，矢印が太いほど気体の出入りが多いことを表している。
袋 Aヒマワリ の葉
袋 B 袋 C 袋 D
袋A 袋B 袋Ｃ 袋Ｄ 二酸化炭素の
体積の割合〔%〕
測定開始時 2.7 2.7 2.7 2.7 2時間後 2.0 2.7 3.1 2.7 酸素の
体積の割合〔%〕
測定開始時 17.6 17.6 17.6 17.6 2時間後 18.1 17.6 17.1 17.6
ア
二酸化炭素 光合成 酸素
イ
二酸化炭素 呼吸 酸素 二酸化炭素 光合成 酸素
ウ
二酸化炭素 酸素 二酸化 呼吸
炭素 酸素
光合成
エ
二酸化炭素 呼吸 酸素
4
の答え1 2
3
3
の答え1 2 3 4
ピンチ コック ガラス管
若い葉 空気
ポリエチレンの袋 ゴム管
5
オオカナダモの呼吸と光合成 次の実験について，あとの問いに答えなさい。〔実験１〕 ① 図１のように青色のBTB溶よう液えきを試験管に入れ，息をふき こむと，BTB溶液が緑色になり，さらにふきこむと黄色になった。
② 黄色になったBTB溶液を加熱したところ，BTB溶液の色が緑色に なり，さらに加熱すると青色になった。
なお， BTB溶液は，酸性では黄色，中性では緑色，アルカリ性では青 色になることがわかっている。
〔実験２〕 ① 青色のBTB溶液に息をふきこんで緑色にし，試験 管Ａ∼Ｃに満たした。
② 図２のように，Ａ，Ｂにはオオカナダモを入れ，Ｃには何も 入れずにそれぞれ密閉し，Ｂはアルミニウムはくでおおった。
③ Ａ∼Ｃに日光を２時間当てたあと，BTB溶液の色を観察した。 表は，実験２の③の結果をまとめたものである。
1 実験１の①で，息をふきこんだことによ りBTB溶液には何という気体が溶とけたか。
2 実験１の②で，加熱によりBTB溶液の色が変化した理由を説 明した次の文の（ ）のａ，ｂにあてはまることばを答えなさい。 加熱によりBTB溶液から1の気体が追い出されたことで，溶
液が（ a ）性から中性，中性から（ b ）性へと変化したため。 3 実験２で，オオカナダモが呼吸だけを行ったと考えられるのは，
Ａ，Ｂのどちらか。記号で答えなさい。
4 試験管Ａの溶液中で起こった変化が，オオカナダモのはたらき によることを確かめるためには，ＢとＣのどちらの試験管の結果 と比べればよいか。記号で答えなさい。
5 次のA，Sを確かめるために，新たに試験管を用意し，日光を ２時間当てた。このとき，どのような試験管を用意したか。あと のア∼エからそれぞれ選び，記号で答えなさい。また，Ａ∼Ｃの どの試験管の結果と比べたか。記号で答えなさい。
A 光合成に二酸化炭素が必要であること。 S BTB溶液が光の影えい響きょうを受けないこと。
ア 息で緑色にしたBTB溶液だけを入れ，アルミニウムはくで 全体をおおった試験管。
イ 息で緑色にしたあと加熱したBTB溶液を冷ましてから，オ オカナダモを入れ，アルミニウムはくで全体をおおった試験管。 ウ 息で緑色にしたあと加熱したBTB溶液を冷ましてから，オ
オカナダモを入れた試験管。
アルミニウムはく
Ｂ
オオカナダモ
Ａ Ｃ
図２
Ａ Ｂ Ｃ
③の結果 青色 黄色 緑色
図１
青色の BTB 溶液 息を ふきこむ
5
の答え1 2ａ
ｂ
3 4 5ⓐ
ⓑ
用意した試験管
用意した試験管 比べた試験管
比べた試験管
1
BTB溶液にオオカナダモを入れた試験管を 光源からの距離を変えて置いた。表は，その ときのBTB溶液の変化を示したものである。 1 オオカナダモのはたらきによる二酸化炭 素の吸収量と放出量の関係が，二酸化炭素の 吸収量＞二酸化炭素の放出量となっているの は，どの試験管のオオカナダモか。すべて選 び，記号で答えなさい。 （ ）2 BTB溶液にオオカナダモを入れた試験管をある位置に置いたところ，溶液の色が緑色 になった。どの試験管とどの試験管の間に置いたか。記号で答えなさい。 （ ）
2
青色のBTB溶液に息をふきこんで緑色にしたものとオオカナダ モを試験管に入れ，光を当ててBTB溶液の色が青色になるまでに かかる時間をはかった。次に，光源と試験管の間に半紙を置いて同 様の実験を行った。表は，半紙を重ねた枚数とかかった時間をまと めたものである。この結果から，光の強さが強くなると光 合成による二酸化炭素の吸収量はどのよう になることがわかるか。簡単に答えなさい。
（ ）
実力 UP 演習
試験管 A B C D
光源からの距離〔cm〕 20 50 80 120 BTB溶液の色 青色 青色 うすい青色 黄色
【結果】
半紙の枚数 0 枚 1 枚 3 枚 青色になるまでの時間〔分〕 60 90 150
試験管 A B C D
光源からの距離〔cm〕 10 25 40 60
光の強さ 最大 中 小 最小
BTB溶液の色 青色 青色 うすい青色 黄色
1
課題 光の強さと光合成で吸収される二酸化炭素量の関係を調べる。
A B C D
光源
光源からの距離を変えて置いた試験管A∼D
青色のBTB溶液に息をふきこんで緑色にした溶液を使用。ようえき
オオカナダモ
きょ り
BTB溶液 光源 半紙
試験管
A B C D
光源
青色のBTB溶液に息をふきこんで緑色にした溶液を使用
オオカナダモ
光の強さ 二酸化炭素の吸収速度 −
＋ 0
光の強さと光合成
光合成による二 酸化炭素の吸収 量の限界
呼吸による
二酸化炭素の放出量 光合成による
二酸化炭素の吸収量 ＜
呼吸による二酸 化炭素の放出量 光合成による二酸
化炭素の吸収量 ＝ D
B C
A 呼吸による
二酸化炭素の放出量 光合成による
二酸化炭素の吸収量 ＞
吸収放出
1
資料の読みとり，知識の活用 色の違ちがうヒメオドリコソウの葉を使って，どの葉に葉緑体 があるかを調べた。実験結果から，赤紫色，緑色，黄色の葉の葉緑体の有無についてどのようなことがわかるか。
（ ）
2
資料の読みとり 光の強さ・温度と光合成のはたらきの関係について調べた。実験結果を正しく述べた文を，次のア∼エから選び，記号で答えなさい。 （ ） ア 光の強さが同じとき，水温が高いほうが，溶液中の二酸化炭素の量が多い。
イ 水温が同じとき，光の強さが強いほうが，溶液中の二酸化炭素の量が少ない。 ウ 溶液の色の変化は，水温だけが関係し，光の強さとは無関係である。
エ 溶液の色の変化は，光の強さだけが関係し，水温とは無関係である。
思考力問題
〔実験〕 ① 図のように赤紫色と緑色の葉をつけたヒメオドリコソウと，図 から 2 週間ほどたった，どの葉も黄色になったヒメオドリコソウを一昼 夜暗室に置いておいた。このヒメオドリコソウから赤紫色の葉，緑色の 葉，黄色の葉を 30g ずつとり，透明なポリエチレンの袋Ａ，Ｄには赤紫 色の葉を，Ｂ，Ｅには緑色の葉を，Ｃ，Ｆには黄色の葉を入れ，Ａ∼Ｆ に息をふきこみ，袋の中の酸素の割合を測定したあと，袋の口を閉じた。 ② Ａ∼Ｃを光の当たらない場
所に，Ｄ∼Ｆを光の当たる場 所にそれぞれ 3 時間置いた。
③ Ａ∼Ｆの中の酸素の割合を測定した。また，Ａ∼Ｆの葉を脱色して，ヨウ素液に 浸し，色の変化を調べた。結果は表にまとめた。
〔実験〕 ① 青色の BTB 溶液に息をふきこんで緑色にした溶液を入れた試験管Ａ∼Ｄ を用意し，同じ大きさのオオカナダモを入れて，ゴム栓をした。
② Ａ∼Ｄを暗室に置き， Ａ，Ｂの水温を 25℃に，Ｃ，Ｄの水温を 15℃に保った。 ③ 明るさを「強」「弱」の 2 段階に調
節できるライトで A，C には「強」の 光を，B，D には「弱」の光を当てた。 ④ 溶液の色の変化と発生した気泡の量
を調べ，表にまとめた。
酸素の割合の変化とヨウ素液による変化が，葉緑体で行われるはたらきとどのような関係があるかを考えてみよう。 赤紫色の葉
緑色の葉
A B C D E F はじめの酸素の割合〔％〕 17.0 17.0 17.0 17.0 17.0 17.0 ３時間後の酸素の割合〔％〕 15.8 15.7 15.7 18.4 18.5 15.7 ヨウ素液による変化 なし なし なし 青紫色 青紫色 なし
試験管 A B C D
水温〔℃〕 25 25 15 15
光の強さ 強 弱 強 弱
溶液の色 青 うすい青 うすい青 緑 気泡の量 多 少 少 ほとんどなし
