葉はいつも同じ緑色をしているように見えるけれど、その中では毎日「自分の食べ物」が作られている。 太陽の光を受け取って、体をつくる栄養分を自分でこしらえているんだ。
光合成（こうごうせい）…植物が光からもらったエネルギーを使い、葉の細胞の中にある葉緑体（ようりょくたい）で、 水と二酸化炭素からでんぷんなどの栄養分と酸素を作り出すはたらき。
できたでんぷんは、そのままでは移動しにくいので、水にとけやすい小さな粒の糖に作りかえられ、 師管（しかん）という管を通って茎や根など体のすみずみへ運ばれていく。
光合成でまず作られるのはでんぷん。でんぷんは粒が大きく水にとけにくいので、 移動しやすいように粒の小さい糖へと作りかえられてから師管で運ばれる。もう一つできる酸素は、気孔から空気中へ出されていく。
光合成をひとことでまとめると
水 ＋ 二酸化炭素 ＋ 光 ──（葉緑体の中で）──→ でんぷん ＋ 酸素
葉はいつも同じ緑色をしているように見えるけれど、その中では毎日「自分の食べ物」が作られている。 太陽の光を受け取って、体をつくる栄養分を自分でこしらえているんだ。
光合成（こうごうせい）…植物が光からもらったエネルギーを使い、葉の細胞の中にある葉緑体（ようりょくたい）で、 水と二酸化炭素からでんぷんなどの栄養分と酸素を作り出すはたらき。
できたでんぷんは、そのままでは移動しにくいので、水にとけやすい小さな粒の糖に作りかえられ、 師管（しかん）という管を通って茎や根など体のすみずみへ運ばれていく。
光合成でまず作られるのはでんぷん。でんぷんは粒が大きく水にとけにくいので、 移動しやすいように粒の小さい糖へと作りかえられてから師管で運ばれる。もう一つできる酸素は、気孔から空気中へ出されていく。
光合成をひとことでまとめると
水 ＋ 二酸化炭素 ＋ 光 ──（葉緑体の中で）──→ でんぷん ＋ 酸素
「光合成には葉緑体が必要」「光合成には光が必要」ということを目で確かめるには、 葉の一部だけ条件を変えて、あとでヨウ素液の色の変化を比べる実験がよく使われる。 その代表が、白っぽいまだら模様が入った葉（「ふ」入りの葉）を使う実験だ。
「ふ」入りの葉には、緑色の部分と、葉緑体をほとんど持たない白っぽい部分（ふの部分）が混ざっている。 さらに、葉の一部にアルミニウムはくを巻きつけると、その部分だけ光が届かなくなる。 この「葉緑体の有無」と「光の有無」を組み合わせることで、必要な条件を1つずつ確かめられる。
ねらい：葉にすでにたまっていたでんぷんを使い切らせておくこと。これをしないと、実験前からのでんぷんと実験でできたでんぷんの区別がつかない。
ねらい：同じ葉の中に「光が当たる部分」と「光が当たらない部分」を意図的に作ること。
ねらい：葉をやわらかくして、次のエタノール処理で色が抜けやすい状態にすること。
ねらい：葉緑素（葉の緑色のもと）を溶かし出して脱色（だっしょく）し、あとのヨウ素液での色の変化を見やすくすること。エタノールは燃えやすいので、直接火にかけず湯せんであたためて使う。
ねらい：でんぷんがあるかどうかを調べること。でんぷんがあれば青むらさき色に変わる。
間違えやすいポイント
光合成に「何が必要か」を確かめる実験は、条件を1つだけ変えた組み合わせを見比べるのがコツ。 「ふ」入りの葉の実験と、水草を使った実験を表で整理しよう。
同じ葉の中に、光の有無と葉緑体の有無を組み合わせた4つの部分を作り、ヨウ素液での色の変化を比べる。
| 部分 | 光 | 葉緑体 | ヨウ素液の反応 |
|---|---|---|---|
| ア（緑・はくなし） | 当たる | あり | 青むらさき色に変化 |
| イ（緑・はくあり） | 当たらない | あり | 変化なし |
| ウ（ふ・はくなし） | 当たる | なし | 変化なし |
| エ（ふ・はくあり） | 当たらない | なし | 変化なし |
どこを比べれば何がわかる？
水にとけている二酸化炭素の量を変えて、水草から出る気体のあわを観察する実験。
| 試験管の中身 | 気体のあわ |
|---|---|
| 二酸化炭素をとかした水＋水草（光あり） | さかんに発生する（酸素） |
| 沸とうさせて冷ました水＋水草（光あり） | ほとんど発生しない |
比べてわかること
2つの試験管のちがいは「水に二酸化炭素がとけているかどうか」だけ。あわの出方がこれほど変わることから、 光合成には二酸化炭素が必要だとわかる。| 溶液の色 | 水中の二酸化炭素の量 |
|---|---|
| 黄色 | 多い（性質が酸性寄り。息をふきこんだ直後など） |
| 緑色 | ふつう（性質が中性） |
| 青色 | 少ない（性質がアルカリ性寄り。光合成で使われて減った） |
Q. 実験に使う水を、いったん沸とうさせてから冷ますのはなぜ？
A. 水にとけこんでいる気体（二酸化炭素など）を、あらかじめ追い出しておくため。 こうすることで、あとで水草が出す気体だけを観察できる。
Q. 息をふきこんで黄色にしたBTB溶液に、光の当たる水草を入れてしばらく置くと何色になる？
A. 青色になる。光合成によって水中の二酸化炭素が使われて減り、溶液の性質がアルカリ性寄りに戻るから。
Q. 「ふ」の部分にヨウ素液の反応がなかったのは、光が届かなかったから？
A. ちがう。「ふ」の部分にも光は当たっている。反応がないのは葉緑体がなく光合成が行われず、 でんぷんができていないから。光の有無を調べたいときは、アルミはくを使った部分と比べる。
入試でよく出る3つのパターンを、例題で練習しよう。 合言葉は「条件を1つだけ変えて比べる」ことだよ。
図のア〜エは、同じ葉の中の4つの部分（緑の部分・ふの部分、それぞれアルミはくのあり・なし）です。 一昼夜暗室に置いたあと、はくをつけたまま日光によく当て、つみ取ってヨウ素液で調べました。 ①どの2つを比べると「光が必要」とわかりますか。②どの2つを比べると「葉緑体が必要」とわかりますか。 ③ヨウ素液の前に、あたためたエタノールにひたす処理を行うのはなぜですか。
とき方
つみ取った葉を熱い湯にひたしたあと、湯であたためたエタノールに葉を入れて脱色しました。 (1) 葉を熱い湯にひたす目的は何ですか。 (2) エタノールを直接火にかけず、湯であたためて使うのはなぜですか。
とき方
図のア〜エの試験管を数時間置いたところ、あわの出方にちがいが見られました。 (1) さかんにあわを出したのはどれですか。 (2) アとエを比べると、光合成に何が必要だとわかりますか。 (3) アとイを比べると、光合成に何が必要だとわかりますか。 (4) あわに多くふくまれる気体は何ですか。
とき方
ウ（水草なし）は、あわが水草そのものから出ていることを確かめるための対照。アとウを比べると、あわを出すには水草（植物）が必要だとわかる。 なお、黄色にしたBTB溶液を使えば、アの試験管はしばらくすると二酸化炭素が使われて青色に近づいていく。
解くときのコツ