- 光合成がどんなものかわかる！
- 実験で何を調べているのか理解できる！
- BTB液の実験で二酸化炭素の出入りについてわかる！
- 斑（ふ）入りの葉の実験で日光＆葉緑体のはたらきがわかる！
ご飯たべたくない、、、めんどい
わかる！動かずに生きられたらいいのにね！
植物はいいよな〜動かなくてもいいんだもの
植物は「光合成」ができるからね！
光合成？
ってことで今回は「光合成」について学習しましょう！
なんか導入が強引だけど気にするな！Let’s GO！！
光合成は植物が養分をつくる手段！
必要なものは「水」「二酸化炭素」「光」で「デンプン」「酸素」を作り出します！
場所は植物の細胞内にある葉緑体で行われます。
つまり、必要なものは「水」「二酸化炭素」「光」「葉緑体」だけど、役割が少し違います。
「水」と「二酸化炭素」は化学変化によって物質としてデンプンと酸素に変わりますが、「葉緑体」は変化しません！
料理に例えて
「水」「二酸化炭素」は材料
「光」は火
「葉緑体」はフライパン（なくならない）
と考えるといいです！
複雑で難しい、、
OK!OK!今回は実験で調べながら光合成について学んでいこう！
- 光合成に二酸化炭素が必要であること
- 光が必要なこと
- 葉緑体が必要なこと
- デンプンができること
それじゃあ授業スタート！
この授業はYoutubeでも解説しています！
Youtubeの方が音声があってわかりやすいので、動画が見れる環境の方はこちらの方がおすすめです！
光合成とは
そもそも光合成って何？
まずは光合成がどんなものか理解しよう！
私たち人間は、細胞の一つ一つでデンプン(養分)と酸素からエネルギーを作り出して生きています。
この時、細胞内ではデンプンと酸素から水と二酸化炭素を作る化学反応が起きています。
これが呼吸だね
正確には細胞の呼吸といいます
この過程で動物たちはエネルギーをつくります
このようにして、エネルギーを作り出すためには、デンプン(養分)が必要です。 動物は食べ物を食べることでデンプンを体内に取り入れて、呼吸できていますが、植物は食べないのでそんなことはできません。
そのため植物は光合成を行って養分を作り出しています！
物質の出入りが呼吸の逆だね
そうです！動物と植物は助け合いの関係ってことかもね
とにかく植物の養分を作り出す方法が「光合成」ってこと！
でも、本当に光合成でこの反応が起きるの？
ってのが今回のテーマです！
どういうこと？
違うの？
もしかしたら違うかもだから調べてみよう！ってことです！
光合成で行うことが本当か調べよう！
今回調べる内容はこの４つ！
- 光合成に二酸化炭素が必要であること
- 光が必要なこと
- 葉緑体が必要なこと
- デンプンができること
いろいろな実験で調べていましょう！
①光合成に二酸化炭素が必要であること
まずは二酸化炭素を調べます！
気体は見えないのにどうやって調べるの？
二酸化炭素は「水に溶けると酸性」という特徴を活用します！
ほうほう
使うのは「BTB液」です！
BTB液は
酸性→赤・黄色 中性→緑色 アルカリ性→青色
に変化する試薬です！
少し複雑だけど、実験手順を見ていってください！
まず最初に水道水にBTB液を入れて緑色にした水をつくります。
緑色にした水道水に水酸化ナトリウム(アルカリ性)を入れて青色に変化させます
青色に変化した水に、今度は二酸化炭素(酸性)をブクブクさせます。
ブクブクして緑色になったら反応を止めます。
最初のBTB液は緑色だったからそれじゃダメなの？
最初の緑色と最後の緑色では中身が少し違うんだ
最初のBTB液は何も入ってない状態だから、中性の緑色を示しています。
その後に水酸化ナトリウムでアルカリ性を入れることで、BTB液は青色に変化しました。
青色にしたBTB液に今度は二酸化炭素(酸性)を入れて、ちょうどぴったり中性になるように調整しました。
ブクブクをぴったり青と黄色の粒の数が一緒になるところで止めることで緑色にすることができます。
最初の緑と最後の緑の違いがわかりますか？
「粒がない」と「青と黄が２つずつ」の違いがある！
大正解！それが今回の実験で重要なんです
BTB液に青色の粒と黄色の粒を同じだけ言えることで、緑色（中性）に調整したBTB液を実験に用いる
調整したBTB液を試験管4本に分けて、そのうち２本にオオカナダモ(水草)を入れます。
4本に分けた試験管のうち、 2本は日光にあって、もう一方は真っ暗な場所に置いて日光を当てないようにして5時間放置します。
日光に当てたオオカナダモには変化が見られました！
気体が発生している！
そうですね！これは酸素と考えられます！
今回の実験では調べませんが、発生した気体は酸素です。光合成を行うとデンプンと酸素を生み出すことができるでしたね。
わかりやすくするために番号をつけて結果をみてみましょう！
日光に当てたオオカナダモ（①）のBTB液は青色になったね！
写真だと見にくいから結果を誇張して書くとこんな感じ！
①と③は変化したけどそれ以外はしてないね！
結果から考察していきましょう！
日光に当てたオオカナダモ①が青色に変化したことから「アルカリの粒が増えた」or「酸性の粒が減った」と考えられます。
日光に当てなかったオオカナダモ③が黄色に変化したことから、これも「アルカリの粒が減った」or「酸性の粒が増えた」と考えられます。
今回の実験では調べることができませんが、①の結果は光合成によって二酸化炭素が減ったことによる変化です
つまり、光合成によって二酸化炭素を吸収してるってことだね！
ちゃんと調べるためには、次のような実験をすればOK！
気体検知管で直接二酸化炭素の増減を調べることができます！
②光が必要なこと
さっきの実験結果から、光が必要なことも一緒に考えてみましょう！
①の結果からオオカナダモに日光を当てると二酸化炭素が減ることがわかります。
しかし、②の結果からはオオカナダモがないとBTB液が青色にならないことがわかります。
つまり、①ー②を比較すると「オオカナダモが光合成に必要」とわかります！
当たり前じゃね？
それが大切なの！
①ー②では、オオカナダモの有無だけが違うので、対照実験になっています！
同じように①ー③を比較すると「日光の有無」を比較することができます！
日光があると光合成が行われるのに対して、日光がない方にBTB液は酸性になっているので、光合成は行われていないことがわかります
①ー③の比較で光合成には日光が必要であることがわかります！
③が黄色になったのはなんで？
それは植物も呼吸を行うからです
植物は、光合成によって二酸化炭素を吸収して酸素を放出すると考えられがちですが、実は呼吸も同時に行っています！
昼は光合成による気体の出入りの方が大きいから、全体として二酸化炭素が酸素に変えられたように見えますが、 日光の当たっていない夜は植物も呼吸を行っています。
今回の実験のように日光が当たらない状態で放置すると呼吸を行い二酸化炭素を放出するため、BTB液が二酸化炭素(酸性)によって黄色に変化するってわけです！
③葉緑体が必要なこと
次に葉緑体が必要なことを調べていきましょう！
斑（ふ）入りの葉って何？
斑入りの葉はこんな白い部分がある葉です！
斑入りの葉の白色の部分には、葉緑体が存在していないから、光合成をするときに葉緑体が必要かどうかを調べることができます
斑入りの葉にアルミホイルをかけて４つの条件をつくります！
アルミホイル（日光）の有無＆葉緑体の有無だね！
アルミホイルを巻いた状態で巻いてない部分には、日光が当たるようにして放置した後、ヨウ素液でデンプンの有無を調べました。
ヨウ素液はデンプンと反応すると青紫色に変わる
観察すると、このような移動の変化がありました
実験の結果
観察すると、このような色の変化がありました
青紫色になったのは、①の日光と葉緑体の両方がある部分だけでした！
つまり、、？
つまり、光合成には葉緑体＆日光の両方が必要ってこと！！
今回の実験から光合成に葉緑体と日光の両方が必要であることがわかる！
この内容はYoutubeでも解説しています！
文字だけだとわかりにくいから、動画が見られる環境の人はYoutubeの方がおすすめです♪
④デンプンができること
最後に光合成によってデンプンができることを確認しましょう！
ヨウ素液を日光に当てたオオカナダモの葉にたらして観察するとこのように、葉緑体の色が変化しました！
ヨウ素液はデンプンと反応して青紫色に変化するから葉緑体でデンプンが作られていることがわかります！
同じように日光に当てなかったオオカナダモの葉を観察しても、色の変化がなかったことから、光合成には日光が必要なことが再確認できます！
光合成は葉緑体によって行われデンプンをつくる
＼葉緑体でデンプンができることはコチラで解説しています♪／
たくさんの実験で光合成について学べたね！
これで光合成をマスターして何も食べなくなる日は近いぞ！？
まとめ
- 光合成によって、植物はエネルギーを生み出している
- 光合成の仕組みはこんな感じ
- BTB液の実験から、光合成には二酸化炭素が必要なことがわかる
- 斑入りの葉の実験から、光合成には日光と葉緑体が必要なことがわかる
今回のまとめクイズ！
次の学習も一緒に頑張ろうね！
この授業は８時間目！
- １時間目 顕微鏡＆双眼実体顕微鏡の使い方をマスターしよう！
- ２時間目 酢酸カーミンを使ってオオカナダモの核を観察！
- ３時間目 動物＆植物の細胞の違いを解説！
- ４時間目 「細胞の呼吸」ってどんなもの？
- ５時間目 多細胞生物/単細胞生物の違いはなんだろう？
- ６時間目 細胞→組織→器官→個体 そうして体はできる！
- ７時間目 ヨウ素液のはたらきを調べよう！
- ８時間目 「光合成」の大切な機能を実験して調べよう！
- ９時間目 葉の表/裏で”蒸散の量”はどのくらい変わる？
- 10時間目 植物の「気孔」を観察しよう！
- 11時間目 単子葉類・双子葉類の「維管束」の違いを徹底解説！
- 12時間目 じゃがいもは根？茎？でんぷんを貯める場所と行方
- 13時間目 消化・消化管について
- 14時間目 だ液に含まれる「アミラーゼ」のはたらきを調べよう！
- 15時間目 炭水化物/タンパク質/脂肪の分解のされかた
- 16時間目 呼吸では何が行われるの？肺のはたらきを解説！
- 17時間目 しゃっくりの原因！？横隔膜のはたらき
- 18時間目 赤血球や白血球など血液の成分のはたらき！
- 19時間目 心臓のはたらき
- 20時間目 動脈/静脈＆動脈血/静脈血のわかりにくすぎる違いを解説！
- 21時間目 じん臓やぼうこうが行う”排出”の仕組みを解説！
- 22時間目 腕が曲がるのはナゼ？運動器官について
- 23時間目 人間が持つ”五感”って何？
- 24時間目 ハイテクカメラより高性能！人間の目が見える理由！
- 25時間目 音が聞こえる方向までわかる神秘的な仕組みの耳を知ろう！
- 26時間目 落ちるものさしをキャッチできる？反射神経について解説！
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