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中学2年生 (13-14歳)

中2 光合成と呼吸 わかりやすく

Photosynthesis & Respiration

植物は光のエネルギーを使って、二酸化炭素と水からブドウ糖と酸素をつくります。これが光合成です。 光合成は葉緑体で行われ、光が強いほど速くなりますが、ある強さをこえるとそれ以上は速くなりません。 細胞呼吸はその逆で、ブドウ糖と酸素を使って、生命活動に必要なエネルギーを取り出します。 光を強くすると、葉から出る酸素とブドウ糖は70%まで増えてそこで頭打ちになります。下の図では二つの反応を並べてくらべます。

植物は自分で養分をつくる

🌿 光合成の材料とできるもの
①材料は二酸化炭素（CO₂）と水（H₂O）です
②エネルギーは日光から受け取ります
③反応は葉の細胞の中にある葉緑体で起こります
④できるのはブドウ糖（養分）と酸素（O₂）です

葉の中で起こる光合成

60%
💡 光を強くすると
①左からCO₂とH₂Oが入り、右からO₂とブドウ糖が出ていきます
②光が強いほど葉緑体が明るくなり、出ていく矢印も濃くなります
③このモデルでは、光の強さ70%で光合成の速さが100%に達し、それより強くしても上がりません。このときの光の強さを光飽和点といいます
④光を0にすると、光合成の速さも0になります

光合成の化学反応式

光合成の反応式
6CO₂ + 6H₂O → C₆H₁₂O₆ + 6O₂
二酸化炭素 + 水 →（光エネルギー）→ ブドウ糖 + 酸素
光合成に必要なもの
光 + 葉緑体 + CO₂ + H₂O
どれか一つでも足りないと、光合成は遅くなります

光合成と細胞呼吸をくらべる

細胞呼吸の反応式
C₆H₁₂O₆ + 6O₂ → 6CO₂ + 6H₂O + エネルギー
ブドウ糖 + 酸素 → 二酸化炭素 + 水 + 生命活動に使うエネルギー（ATP）
💡 二つの反応は向きが逆
①光合成は、光エネルギーをブドウ糖の化学エネルギーとしてたくわえます
②呼吸は、その化学エネルギーを取り出して生命活動に使います
③光合成は光があるときだけ、呼吸は昼も夜も行われます
④二つの反応式を並べると、材料とできるものが入れかわっています

まとめ

光合成の反応式
6CO₂ + 6H₂O + 光エネルギー → C₆H₁₂O₆ + 6O₂
場所：葉緑体 | 時間：光があるとき（昼）
🎯 テストのポイント
①光合成が行われるのは葉緑体で、光を吸収するのは葉緑素です
②光合成には光・水・二酸化炭素が必要です
③呼吸は、生きているすべての細胞のミトコンドリアで行われます
④昼は光合成が呼吸を上回るので、植物は酸素を出します
⑤夜は呼吸だけになるので、植物は二酸化炭素を出します

例題と単元テスト

例題 1
光合成の材料とできるものは何ですか。また、反応式ではどう書きますか。
1
光合成は光エネルギーを使い、二酸化炭素（CO₂）と水（H₂O）を材料にします。
2
葉緑体でブドウ糖（C₆H₁₂O₆）と酸素（O₂）ができるので、反応式は 6CO₂ + 6H₂O → C₆H₁₂O₆ + 6O₂ です。
▸ 材料 = CO₂ + H₂O、できるもの = ブドウ糖 + O₂ / 6CO₂ + 6H₂O → C₆H₁₂O₆ + 6O₂
光合成は、光エネルギーをブドウ糖の化学エネルギーとしてたくわえるはたらきです。
例題 2
光合成と細胞呼吸はどんな点で逆なのでしょうか。また、昼と夜で植物が出す気体はどう変わりますか。
1
光合成は葉緑体で CO₂+H₂O→ブドウ糖+O₂、細胞呼吸はミトコンドリアで ブドウ糖+O₂→CO₂+H₂O と進み、たがいに逆向きの反応です。
2
昼は光合成の量が呼吸より多いので O₂ を出し、夜は光合成が止まって呼吸だけになるので CO₂ を出します。
▸ 二つの反応式は逆向き / 昼 = O₂ を出す（光合成 > 呼吸）、夜 = CO₂ を出す（呼吸のみ）
植物も24時間呼吸していて、光合成をするのは光がある昼だけです。
単元テスト
光合成と細胞呼吸について、正しいものはどれですか。
①光合成はミトコンドリアで行われる
②光合成の材料はブドウ糖と酸素である
③細胞呼吸はブドウ糖を分解して、生命活動のエネルギーを得る
④植物は夜には呼吸をしない
⑤光合成と呼吸の反応式は同じ向きである
▸ ③ 細胞呼吸はブドウ糖を分解して、生命活動のエネルギーを得る
1
光合成は葉緑体で行われ(①×)、材料は CO₂ と水で、ブドウ糖と酸素はできるものです(②×)。
2
植物は昼も夜も呼吸し(④×)、光合成と呼吸の反応式は逆向きです(⑤×)。細胞呼吸はブドウ糖を分解してエネルギーを得ます(③○)。
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