光合成とは？しくみ・式・実験（ヨウ素液・BTB溶液）をわかりやすく

この記事の要点

光合成は葉の細胞の葉緑体で行われる

二酸化炭素＋水 →（光のエネルギー）→ デンプンなど＋酸素

デンプンの確認にはヨウ素液（デンプンがあると青紫色）

植物は昼も夜も呼吸をしている。光が十分なときは光合成のほうがさかん

光合成とは

植物が光のエネルギーを使って、二酸化炭素と水からデンプンなどの養分をつくり出すはたらきを光合成といいます。このとき酸素もできます。

二酸化炭素＋水 →（光）→ デンプンなど＋酸素

項目	内容
行われる場所	葉などの細胞にある葉緑体（緑色の粒）
材料	二酸化炭素（気孔からとり入れる）、水（根から吸収する）
必要なもの	光
できるもの	デンプンなど、酸素（気孔から出ていく）

葉でつくられたデンプンは、水にとけやすい物質に変えられ、師管を通って体の各部に運ばれます。

実験①：ふ入りの葉とヨウ素液

ふとは、葉の一部が白っぽくなっていて葉緑体がない部分のことです。アサガオなどのふ入りの葉を使って、光合成に必要な条件を調べます。

手順

前日から鉢を暗所に置き、葉の中のデンプンをなくしておく
葉の一部をアルミニウムはくでおおい、光を十分にあてる
葉をつみとり、熱湯にひたしてやわらかくする
あたためたエタノールに入れて葉を脱色する（ヨウ素液の色の変化を見やすくするため）
水洗いしてからヨウ素液にひたす

エタノールは火がつきやすいので、直接火で加熱せず、湯せんであたためます。

結果と考察

ふ入りの葉の一部をアルミはくでおおって光をあて、脱色してヨウ素液にひたした結果。緑色で光があたった部分Aだけが青紫色になり、ふの部分Bとアルミはくでおおった部分Cは変化しない — ヨウ素液で青紫色になる（デンプンができた）のは A の部分だけ

葉の部分	葉緑体	光	ヨウ素液の反応
A：緑色・光があたった	ある	あり	青紫色になる
B：ふ・光があたった	ない	あり	変化なし
C：緑色・アルミはくでおおった	ある	なし	変化なし

A と B の比較 → 光合成には葉緑体が必要
A と C の比較 → 光合成には光が必要

比べる2つは「ちがう条件が1つだけ」になるように選ぶのがポイントです（対照実験）。

実験②：BTB溶液と二酸化炭素

BTB溶液は、液の性質によって色が変わります。

酸性：黄色　中性：緑色　アルカリ性：青色

二酸化炭素は水にとけると酸性を示すので、青色のBTB溶液に息をふきこむと緑色〜黄色になります。

手順と結果

青色のBTB溶液に息をふきこみ、緑色にする
試験管 A にオオカナダモを入れ、試験管 B には何も入れない
どちらにも栓をして、光をあてる

試験管	結果	理由
A（オオカナダモあり）	青色になる	光合成で二酸化炭素が使われて減った
B（何も入れない）	緑色のまま	光だけでは色は変わらない（対照実験）

光合成と呼吸

植物も動物と同じように、昼も夜も呼吸をしています。

呼吸：酸素をとり入れ、二酸化炭素を出す（一日中）
光合成：二酸化炭素をとり入れ、酸素を出す（光があたるときだけ）

光が十分にあたる昼間は、光合成のほうが呼吸よりさかんなので、全体としては二酸化炭素をとり入れて酸素を出しているように見えます。夜は呼吸だけなので、酸素をとり入れて二酸化炭素を出します。

確認問題

Q1光合成が行われる、葉の細胞の中にある緑色の粒を何といいますか。

葉緑体

Q2光合成の材料となる2つの物質を答えなさい。

二酸化炭素と水

Q3光合成でデンプンなどの養分といっしょにできる気体は何ですか。

酸素

Q4デンプンがあるところにヨウ素液をつけると、何色に変わりますか。

青紫色

Q5葉でつくられたデンプンは水にとけやすい物質に変えられて運ばれます。通る管を何といいますか。

師管

Q6記述ふ入りの葉の実験で、前日から鉢を暗いところに置いておくのはなぜですか。

葉の中にあるデンプンをなくしておくため（実験中の光合成でできたデンプンだけを調べられる）。

Q7記述ふ入りの葉の実験で、葉をあたためたエタノールに入れるのはなぜですか。

葉を脱色して、ヨウ素液による色の変化を見やすくするため。

Q8記述エタノールをあたためるとき、直接火で加熱せずに湯せんにするのはなぜですか。

エタノールは火がつきやすいから。

Q9ふ入りの葉の実験で、「光合成には葉緑体が必要」とわかるのは、どの部分とどの部分を比べたときですか。

光があたった緑色の部分と、光があたったふの部分（ちがう条件が葉緑体の有無だけになる2つ）。

Q10記述息をふきこんで緑色にしたBTB溶液にオオカナダモを入れて光をあてると、何色になりますか。また、その理由を答えなさい。

青色。オオカナダモが光合成を行い、溶液中の二酸化炭素が減ったため。