動物だけでなく、植物も生きている間じゅう、あるはたらきを休みなく続けている。 それが呼吸(こきゅう)だ。酸素の力を借りて体の中にたくわえた養分(ようぶん)をくずし、 生きていくためのエネルギーを引き出すはたらきだよ。
呼吸…酸素を体に取りこみ、たくわえていた養分をくずして、生きるためのエネルギーをつくり出すはたらき。
植物のからだをつくる細胞は、根から花びらまで、生きているところならどこでもこの呼吸を行っているんだ。
光合成(こうごうせい)は日光が当たっている間だけ動き出すが、呼吸はそれとちがって朝も夜も休むことなく続けられている。 昼と夜のちがいを、下の図でくらべてみよう。
超重要ポイント
呼吸は昼も夜も一日じゅう続いている。光合成のように「日光があるときだけ」ではない、というちがいをおさえよう。動物だけでなく、植物も生きている間じゅう、あるはたらきを休みなく続けている。 それが呼吸(こきゅう)だ。酸素の力を借りて体の中にたくわえた養分(ようぶん)をくずし、 生きていくためのエネルギーを引き出すはたらきだよ。
呼吸…酸素を体に取りこみ、たくわえていた養分をくずして、生きるためのエネルギーをつくり出すはたらき。
植物のからだをつくる細胞は、根から花びらまで、生きているところならどこでもこの呼吸を行っているんだ。
光合成(こうごうせい)は日光が当たっている間だけ動き出すが、呼吸はそれとちがって朝も夜も休むことなく続けられている。 昼と夜のちがいを、下の図でくらべてみよう。
超重要ポイント
呼吸は昼も夜も一日じゅう続いている。光合成のように「日光があるときだけ」ではない、というちがいをおさえよう。呼吸によって気体が出入りしていても、そのようすは目に見えない。 そこで登場するのが、発芽(はつが)しかけの豆(まめ)を使った2種類の実験だよ。
発芽しかけの豆は、まだ緑の葉を広げておらず、光合成を行うしくみができあがっていない。 芽を出すためのエネルギーは、種の中にたくわえられた養分を呼吸で使うことでまかなっている。 だから、この豆を使えば呼吸だけを取り出して観察できるんだ。
おさえておきたいポイント
2つのふくろにそれぞれ「発芽しかけの豆」と「何も入れない空気だけ」を入れ、 ふくろを押して中の気体を石灰水に通してみる。
発芽しかけの豆を入れた2つのフラスコを用意し、中身の液体だけを変えて、細い管の中の着色水(ちゃくしょくすい)の動きをくらべる。
フラスコA(水):呼吸で使われる酸素の体積と、出てくる二酸化炭素の体積はほぼ等しい。 フラスコの中の気体の量はほとんど変わらないので、着色水は動かない。
フラスコB(吸収液):出てきた二酸化炭素がすぐに吸収液へ吸いとられてしまう。 酸素が使われた分だけ気体の量が減り、フラスコの中の気圧が下がるので、着色水は管の中を吸いこまれるように内側へ動く。
間違えやすいポイント
呼吸と光合成は、どちらも植物の生活に欠かせないはたらきだけど、性質はまるで正反対。 表とグラフで、2つのちがいをしっかり整理しておこう。
| くらべるポイント | 呼吸 | 光合成 |
|---|---|---|
| 取りこむ気体 | 酸素 | 二酸化炭素 |
| 出す気体 | 二酸化炭素 | 酸素 |
| 行われる時間 | 一日じゅう(昼も夜も) | 光が当たっている間だけ |
| 材料にするもの | たくわえた養分 | 二酸化炭素と水 |
| つくり出すもの | 生きるためのエネルギー | 養分(でんぷんなど) |
| 行う場所 | 生きているすべての細胞 | 葉緑体(ようりょくたい)を持つ細胞だけ |
植物は光の強さに関わらず、いつも同じペースで呼吸を続けている。ところが光合成の量は、 光が強くなるほど大きくなり、ある強さをこえると増えなくなる(頭打ちになる)。 この2つを重ねると、下のようなグラフになるよ。
グラフから読み取れる公式
真の光合成量 = みかけの光合成量 + 呼吸量
外から見て測れるのは「みかけの光合成量」(呼吸で使われた分を差し引いたあとの量)。 そこに呼吸で使った分を足しもどすと、植物が実際につくった「真の光合成量」になる。
生きていくために必要な光の強さ(=補償点の高さ)は、植物の種類によってちがう。 これをもとに、植物は大きく2つのグループに分けられるよ。
| グループ | 特徴 | 植物の例 |
|---|---|---|
| 陽生植物 | 強い光が当たる場所でないと育ちにくい | ススキ、タンポポ、イネ、マツ、クヌギ |
| 陰生植物 | 弱い光でも育つことができる | イヌワラビ(シダ植物)、コケ植物、アオキ |
Q. 昼間は呼吸をしていないの?
A. していないわけではない。昼間も呼吸は続いている。ただし光合成の量のほうが大きいので、 外から見ると二酸化炭素を吸収しているように見えるだけなんだ。
Q. 補償点の明るさをずっと当て続けたら、植物はどうなる?
A. 枯れはしないが、大きく育つこともできない。つくる養分と使う養分がぴったり同じ量になるからだよ。
Q. BTB溶液の色が変わるのは何を見ているの?
A. 溶液にとけている二酸化炭素の量の変化を見ている。二酸化炭素が減れば青色、増えれば黄色、 変わらなければ緑色のままになる。
入試でよく出る3つのパターンを、例題で練習しよう。 「気体の出入り」と「グラフの読み取り」の両方に慣れることがゴールだよ。
装置1は、発芽しかけの豆と石灰水を入れて密閉したフラスコに、ガラス管を通して外の着色水につないだものである。 装置2は、水草を入れた試験管に強い光を当て続けたものである。次の問いに答えなさい。
(1) 装置1をしばらく置くと、フラスコ内の石灰水とガラス管内の着色水は、それぞれどうなるか。
(2) 装置2をしばらく光に当て続けると、試験管の上部にたまっていく気体は何か。
とき方
息をふきこんで緑色にしたBTB溶液を、次の3本の試験管に入れてゴムせんをし、強い光を当て続けた。
試験管あ:BTB溶液のみ/試験管い:BTB溶液+水草/試験管う:BTB溶液+水草+全体をアルミホイルで包む
(1) あ・い・うの液の色をそれぞれ答えなさい。
(2) い・うで、水草がおもに行っているはたらきをそれぞれ答えなさい。
とき方
あの試験管は「水草がなくても色は変わらない」ことを示す対照実験の役割をしている。
陰生植物と陽生植物について、光の強さとでんぷんの増減を調べたところ、下のグラフのようになった。①〜⑤は光の強さを表す。
(1) 陰生植物と陽生植物が、それぞれ生きていくために必要な最低限の光の強さは、①〜⑤のどれにあたるか。
(2) ③の光の強さのとき、正しい説明を次のア〜ウから選びなさい。
ア 陰生植物も陽生植物も、でんぷんが増えている
イ 陰生植物はでんぷんが増えているが、陽生植物は減っている
ウ 陰生植物も陽生植物も、でんぷんが減っている
(3) ⑤の光の強さのとき、陰生植物と陽生植物が育つ速さを比べるとどうなるか。
とき方
解くときのコツ