こんにちは、みんなの科学研究所の蛯原ようすけと申します。

おとなとこどものやさしい理科と科学のブログです。

 

植物は、光をあびて、私たちが吐き出した二酸化炭素(にさんかたんそ)を吸収して、
酸素(さんそ)を吐き出します。

 

光合成(こうごうせい)と呼ばれる植物の葉っぱのなかでおきている化学反応(かがくはんのう)は、二酸化炭素(にさんかたんそ)と光と水からでんぷんを作りだすことをいいますね。

酸素(さんそ)を吐き出すのは、でんぷんをつくりだすときにオマケでできちゃった扱いなのですね。

植物は私たちのように食べ物を食べなくでも、光と水だけで、生きていけるのですが、

良く考えると不思議ですね。

生きていくためのエネルギー、成長するためのエネルギーはどこからきているのでしょうか。

ちょっと考えてみます。

 

植物は、二酸化炭素(にさんかたんそ)と光と水からでんぷんを作りだします。

自分が成長するため、生きていくために、自分で作ったでんぷんを分解して

エネルギーに変えているのです。

 

昼間はせっせと光合成(こうごうせい)をして、でんぷんを作って貯めておいて、

光がない夜などは、光合成ができないないので、

貯めておいたでんぷんを使って呼吸をしているんですね。

 

光合成(こうごうせい)をする時は、とても複雑な化学反応(かがくはんのう)が

間違うことなく精密におきています。
あの薄い葉っぱのなかで、とんでもない精密な化学反応(かがくはんのう)が

おきているとは驚きです。

 

ちょっと詳しく見てみます。

 

でんぷんは、光から直接できるわけではないようです。

まず葉っぱの光受信アンテナで光を受信して、その信号を特別なたんぱく質へつたえます。

 

特別なたんぱく質は、信号を受け取ると電子(でんし)という粒を出します。

電子(でんし)は、水を分解(ぶんかい)することで得ています。

 

葉っぱの中で水を分解(ぶんかい)して、水素(すいそ)と酸素(さんそ)ができます。

このときにできたと酸素(さんそ)が外に出て行って、

私たちはこの酸素(さんそ)を使って呼吸しています。

 

酸素(さんそ)は、水がないとできないんですね。
二酸化炭素(にさんかたんそ)から直接作りだしていたんじゃないんですね。

 

水素(すいそ)を分解(ぶんかい)して、電子(でんし)と水素(すいそ)イオンにしてしまいます。

水素(すいそ)イオンは、水素（すいそ）の原子(げんし)から電子(でんし)が家出してしまったあとの、

残りの水素(すいそ)の名前です。

 

最後に、やっと二酸化炭素(にさんかたんそ)を使ってでんぽんを作りだします。

二酸化炭素(にさんかたんそ)と電子(でんし）と水素(すいそ)イオンを使って、

二酸化炭素(にさんかたんそ)に含まれていた炭素(さんそ)をどんどんつなげていってでんぷんができます。

でんぷんは、白い粉になってみえます。

 

とても複雑な化学反応(かがくはんのう)ですね。これが間違うことなく正確におきているんですね。

 

 

ところで、植物にとって最悪なのは、水がないことです。
水分不足になると、葉っぱの裏にある気孔(きこう)を閉じて水分の放出をしないようになります。
気孔(きこう)は、口のように開いたり閉じたりして、
水蒸気(すいじょうき)、二酸化炭素(にさんかたんそ)、酸素(さんそ)を出し入れしています。

 

そうすると、気孔(きこう)を通ってはいってくる二酸化炭素(にさんかたんそ)もなくなってしまうので、でんぷんを作りだせないようになって、枯れてしまいます。
植物が生きていくためのエネルギーは、でんぷんを分解(ぶんかい)して作りだしているからなのですね。

 

植物は、24時間ずっと、私たちと同じように、
酸素(さんそ)を吸って二酸化炭素(にさんかたんそ)を吐き出す、呼吸をしています。
昼間の光合成(こうごうせい)をしているときは、吐き出す二酸化炭素(にさんかたんそ)の量が少なくなっています。

 

夜だけ、私たちと同じような呼吸をしているというわけではないんですね。
夜、少しでも明かりがあると光合成をしますが、光合成で取り込む二酸化炭素(にさんかたんそ)よりも呼吸で吐き出す二酸化炭素(にさんかたんそ)のほうが多くなっているんですね。

 

さて、理科の実験で、

タンポポの葉を試験管にいれて、息を吹き込んで光を当てると、
石灰水(せっかいすい)を注いでも白く濁(にご)らないのを確認する実験がありますね。

白く濁(にご)らないのは、二酸化炭素(にさんかたんそ)が少なくなったからですね。

 

ここで、試験管に”ふた”をしてしまうと、

外の空気から二酸化炭素(にさんかたんそ)が供給されないので、
やがて、試験管のなかの二酸化炭素(にさんかたんそ)がなくなって、
植物がだした酸素(さんそ)だらけになってしまいます。

 

ここまでいくと、石灰水(せっかいすい)を注いでもまったく白く濁らなくなります。

そうすると、二酸化炭素(にさんかたんそ)を取り込めないので、

でんぷんを作り出せなくなります。

 

植物が生きていくためのエネルギーは、でんぷんを分解して作りだしているので、
でんぷんが不足してくると、やがて葉っぱは枯れてしまいます。

 

葉っぱが枯れてしまう寿命をのばすには、

光を当てないで光合成(こうごうせい)をストップさせて、
植物が吐き出す二酸化炭素(にさんかたんそ)が多くなるようにします。

 

そうすると、ふたをした試験管の中には二酸化炭素(にさんかたんそ)がたまってきます。
酸素(さんそ)だらけになった試験管のなかも、
光を当てないでおくと二酸化炭素(にさんかたんそ)がたまってきます。

 

ずっと光をあてないと、でんぷんができないので、そのうち枯れてしまいます。

いいタイミングで、光を当ててでんぷんを作りだす光合成(こうごうせい)をするようにすると、
葉っぱが枯れてしまうまでの寿命はのびるでしょう。

 

しかし、水の供給(きょうきゅう)がないので、気孔(きこう)を閉じてしまうので、
二酸化炭素(にさんかたんそ)も取り込めなくなって
やっぱり水不足で枯れてしまうでしょう。

植物の小さい葉っぱのなかでは、想像以上に精密で複雑な化学反応がおきていたんですね。

これが自然にできたとは思えないほど精密でよくできていますね。

 

植物の小さい葉っぱのなかでは、想像以上に精密で複雑な化学反応がおきていたんですね。

これが自然にできたとは思えないほど精密でよくできていますね。

 

【みんなの科学研究所】　理念：好奇心から生まれるしあわせ

蛯原ようすけ　

ホームページ　http://www.minna-no-kagaku.com/

メールアドレス　minna.no.kagaku@gmail.com

ツイッター https://twitter.com/minna_no_kagaku

 

 

★好奇心を伸ばすサービスあります

• クリック→オンラインこども科学講座
• クリック→こども科学のお話会（オンラインセミナ）
• クリック→理科のメール質問
• クリック→オンライン家庭教師
• クリック→おとな科学講座

メールマガジンをお送りします。

ブログ内容を分かりやすく再編集した、さやしい理科と科学のお話です。

身の回りの、どうして？が、そうだったんだと納得するお話です。

こどのも好奇心を伸ばす読み物として喜ばれています。

毎日、１～２分で読めるメルマガをお送りします。

下記フォームを記入して、登録ボタンを押してください。