【中2理科】植物のからだのつくりとはたらきの要点まとめ｜光合成・呼吸・蒸散

中2理科「植物のからだのつくりとはたらき」のうち、光合成・呼吸・蒸散を、実験と例題で1つずつ確かめるページです。植物は、「光で、水と二酸化炭素から、デンプンと酸素」をつくり、呼吸では酸素を取り入れて二酸化炭素を出し、葉から水を水蒸気にして出しています。どの見出しも「答え → 図 → 理由 → 解き方」の順に書いています。紙に書いて練習したい人は、下の無料プリントを使ってください。

花のつくりと植物のなかま分けは中1理科で学ぶので、中1理科「植物のからだのつくりとはたらき」で解説しています。

光合成とは：原料・エネルギー・できる物

📄 プリント1・2ページ

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理由：動物は食べ物から栄養分を取り入れますが、植物は食べません。小学6年で、日光が当たった葉にデンプンができることを学びました。植物は、栄養分を自分でつくっています。

言葉の式で表すと、二酸化炭素 ＋ 水 →（光のエネルギー）→ デンプンなど ＋ 酸素です。

葉のつき方：上から見ると、葉は重なり合わないようについていて、多くの葉に日光が当たります。葉が重なり合っていたら、下の葉には日光が当たらず、その葉ではほとんど光合成ができません。すると、植物全体でつくれる栄養分が少なくなります。

基本次の文の（　）に入る語を答えなさい。光合成は、（①）と（②）を原料に、（③）のエネルギーを使って、デンプンなどと（④）をつくるはたらきである。

原料は二酸化炭素と水、エネルギーは光、できる物はデンプンなどと酸素です。①と②は順番を入れかえてもかまいません。

答え：①二酸化炭素　②水　③光　④酸素

理由植物の葉が、上から見て重なり合わないようについているのは、植物にとってどんな利点がありますか。

「日光が当たる」と「栄養分」の2つを入れて書きます。

答え：多くの葉に日光が当たり、光合成でつくれる栄養分が多くなるから。

光合成が葉緑体で行われることの確かめ方（ふ入りの葉の実験）

📄 プリント3ページ

葉の、緑色でない（白っぽい）部分をふといい、ふがある葉をふ入りの葉といいます。ふの部分の細胞には、葉緑体がありません。デンプンにヨウ素液をつけると青紫色になる反応を、ヨウ素デンプン反応といいます。

理由（各手順のわけ）：

1. 前の日から、鉢植えを暗い所に置く。わけ：葉にもとからあるデンプンをなくすため。
2. 葉の一部をアルミニウムはくでおおい、日光に数時間当てる。わけ：光が当たる部分と当たらない部分をつくるため。
3. 葉をつみとり、熱湯につける。わけ：葉をやわらかくし、エタノールをしみこみやすくするため。
4. あたためたエタノールにつける。わけ：葉の緑色をぬいて（脱色）、色の変化を見やすくするため。
5. 水で洗う。わけ：葉に残ったエタノールを落とすため。
6. ヨウ素液につける。わけ：デンプンがあると青紫色になるので、できたかどうかが分かるため。

理由あたためたエタノールにつけて脱色せずに、葉をヨウ素液につけると、どんな困ることがありますか。

脱色するのは、「色の変化を見やすくするため」でした。脱色しないと、葉の緑色が残ります。

答え：葉の緑色が残っていて、ヨウ素液で青紫色になったかどうかが見分けにくい。

理由前の日から鉢植えを暗い所に置かずに実験すると、結果の読み方にどんな問題が起こりますか。

暗い所に置くのは、「葉にもとからあるデンプンをなくすため」でした。

答え：葉にもとからデンプンがあるので、実験中にできたデンプンかどうかが分からなくなる。

ふ入りの葉の結果の読み方と、対照実験

📄 プリント4ページ

対照実験は、調べたい条件だけを変え、ほかの条件を同じにして行う実験です。

理由：ちがいの原因は、変えた条件です。条件が2つ以上ちがうと、どちらが原因か決められません。だから、ちがう条件が1つだけの2つの部分をくらべます。

ためしてみよう：光を当てたオオカナダモの葉を、あたためたエタノールで脱色し、ヨウ素液をたらして顕微鏡で見ると、細胞の中の葉緑体が青紫色に見えます。デンプンは、葉緑体でつくられていることが分かります。

標準ふ入りの葉の実験で、カ＝光を当てた緑色の部分、キ＝アルミニウムはくでおおった緑色の部分、ク＝光を当てたふの部分としました。結果は、カだけが青紫色になりました。(1) 光が必要なことは、どの2つをくらべると分かりますか。(2) 葉緑体が必要なことは、どの2つをくらべると分かりますか。(3) キとクをくらべても原因が決められないのはなぜですか。

(1) ちがう条件が光のあるなしだけの2つ → カとキ

(2) ちがう条件が葉緑体のあるなしだけの2つ → カとク

(3) キは光が当たらず、クは葉緑体がないので、ちがう条件が2つあります。

答え：(1) カとキ　(2) カとク　(3) 光と葉緑体の2つがちがうので、どちらが原因か決められないから。

光合成で二酸化炭素が使われることの確かめ方（石灰水とBTB溶液）

📄 プリント5ページ

石灰水の実験：試験管Aにタンポポの葉を入れ、試験管Bには何も入れません。両方に息をふきこんで（二酸化炭素を入れるため）ゴム栓をし、日光に30分ほど当ててから、石灰水（二酸化炭素で白くにごる）を入れてふります。

BTB溶液の色：酸性なら黄色、中性なら緑色、アルカリ性なら青色です。二酸化炭素は水にとけると酸性を示すので、二酸化炭素がふえると黄色に、減ると青色に近づきます。

息で緑色にしたBTB溶液に、Cはオオカナダモを入れ、Dは入れずに、光を当てます。結果は、Cは青色、Dは緑色のままです。Cでは、光合成で、とけていた二酸化炭素が減ったからです。

理由（Dが要るわけ）：もしDを用意しなかったら、「光が当たっただけで色が変わったのかも」と言われても、否定できません。だから、入れない試験管が要ります。

基本息をふきこんだ試験管にタンポポの葉を入れ、光を当ててから石灰水を入れてふりました。石灰水はどうなりますか。また、そのとき試験管の中の二酸化炭素はどうなっていますか。

葉が光合成で二酸化炭素を使うので、二酸化炭素が減ります。二酸化炭素が少ないので、石灰水は白くにごりません。

答え：白くにごらない。二酸化炭素は減っている。

理由石灰水の実験で、何も入れない試験管を用意するのはなぜですか。

「葉のはたらき」を入れて書きます。

答え：二酸化炭素が減ったのが、葉のはたらきによることを確かめるため。

光合成の材料の入り方と、できた物のゆくえ

📄 プリント6ページ

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出てくる気体は、酸素？光を当てたオオカナダモから出る気泡を、水を満たした試験管に集めます（空気とまざらないようにするため）。集めた気体に、火のついた線香を入れ、線香が炎を上げて激しく燃えれば、酸素です（酸素にはものを燃やすはたらきがあるため）。

できたデンプンは、どうなる？デンプンは、水にとけやすい物質に変わり、師管という管を通って体全体に運ばれ、成長や呼吸に使われます。一部は、またデンプンなどに変えられ、ジャガイモのいもや米にたくわえられます。

理由（朝の葉と夕方の葉）：朝の葉と夕方の葉を、ヨウ素液でくらべると、夕方の葉の方が青紫色がこくなります。昼に光合成でデンプンがたまり、夜の間に運ばれて減るためです。

標準ジャガイモのいもに、デンプンがたくわえられているのは、デンプンがどのようにして運ばれたからですか。

デンプンは葉の光合成でつくられます。そのままでは運べないので、変わってから師管を通ります。

答え：葉でつくられたデンプンが、水にとけやすい物質に変わり、師管を通って運ばれ、いもにたくわえられたから。

標準朝の葉と夕方の葉を、ヨウ素液につけて色をくらべます。青紫色がこいのはどちらで、それはなぜですか。

昼の間にデンプンがたまり、夜の間に運ばれて減ります。

答え：夕方の葉。昼に光合成でデンプンがたまるから。

植物も呼吸している？ 光合成との気体の出入りのちがい

📄 プリント7ページ

呼吸の実験：

1. 2つのポリエチレンの袋を用意し、Eには植物の葉を入れ、Fには何も入れない。わけ：Fは対照実験で、袋の空気が、葉以外の原因で変わらないことを確かめるため。
2. 両方に空気を入れて口を閉じ、暗い所に一晩置く。わけ：光合成をさせないため。光が当たると、出した二酸化炭素が光合成に使われて、分からなくなる。
3. 袋の中の空気を、石灰水に通す。わけ：二酸化炭素があるか調べるため。

結果は、Eだけ石灰水が白くにごります。植物が呼吸で二酸化炭素を出したことが分かります。

覚え方：「呼吸は、昼も夜も、すべての細胞で」。

基本植物の呼吸について、正しいものを選びなさい。ア 光が当たる昼だけ行う　イ 葉緑体のある細胞だけで行う　ウ すべての細胞で、昼も夜も行う

呼吸は、すべての細胞で、昼も夜も行われます。光合成のように、光が当たる時や葉緑体のある細胞に限られません。

答え：ウ

標準次のa・bは、光合成と呼吸のどちらのはたらきですか。a 酸素を取り入れ、二酸化炭素を出す　b 二酸化炭素を取り入れ、酸素を出す

表で、取り入れる気体と出す気体を見くらべます。

答え：a 呼吸　b 光合成

昼と夜で、植物が出し入れする気体はどう変わる？

📄 プリント8ページ

理由：昼は、呼吸で出した二酸化炭素も光合成に使われます。外から見えるのは、差し引きの出入りだけなので、全体としては二酸化炭素を取り入れ、酸素を出しているように見えます。光が弱い時（明け方・夕方・くもりの日）は、光合成の量が少なくなります。

考え方の手順：

1. 光が当たっているかを見る。わけ：光が当たらなければ、光合成ができず、呼吸だけになるため。
2. 当たっていれば、光合成と呼吸の両方が行われている。どちらが多いかを見る。わけ：多い方の気体の出入りが、全体の出入りに現れるため。
3. 全体の出入りを答える。わけ：外から見えるのは、差し引きの出入りだけだから。

標準緑色のBTB溶液にオオカナダモを入れ、全体をアルミニウムはくで包んで、光が当たらないように置きました。BTB溶液の色は、緑色からどうなりますか。

光が当たらないので、光合成ができず、呼吸だけを行います。

呼吸で出した二酸化炭素が、BTB溶液にとけて酸性に近づきます。

答え：黄色に近づく

理由光が十分に当たる昼、植物が全体として二酸化炭素を取り入れているように見えるのはなぜですか。

「光合成が呼吸より多い」ことと、「差し引き」の2つを入れて書きます。

答え：光合成で取り入れる二酸化炭素が、呼吸で出す二酸化炭素より多いので、差し引きすると取り入れているように見えるから。

根は、どうやって水を取り入れる？ 根毛と養分

📄 プリント9ページ

理由：中1理科で、根には主根と側根、ひげ根があることを学びました。根は、水や養分を吸収するほか、体を支えるはたらきもあります。根毛は、土の粒の間に入りこみ、根の表面積を大きくします。

根から吸収された水は、根の道管 → 茎の道管 → 葉の葉脈の道管と、つながった管を通って葉まで行きます。

基本次のうち、根毛がたくさん生えている場所はどこですか。ア 根の先端近く　イ 根の太い所　ウ 葉の裏側

根毛は、水や養分にふれる所を広くするために、根の先端近くにあります。

答え：ア

標準次のア・イのうち、「養分」にあたるものを選びなさい。ア 葉が光合成でつくるデンプン　イ 根から水といっしょに吸収する肥料分

養分は根から吸収する物（肥料分）で、道管を通ります。デンプンなどは「栄養分」で、師管を通ります。

答え：イ

茎の中では、水と栄養分はどこを通る？

📄 プリント10ページ

着色した水の観察：色をつけた水にホウセンカやトウモロコシをさしておき、茎を輪切りにすると、水の通る管が赤く染まります。縦に切ると赤い管は根から葉まで続き、葉では葉脈が赤くなります。葉脈は、葉の中の維管束です。

茎の皮を輪のようにはぐと？

理由：外側の師管が切られ、葉から下へ運ばれる栄養分が、はいだ所の上にたまります。内側の道管は残るので、葉はしおれません。

覚え方：「内側は道管（うちの水道管）」。

基本茎の維管束で、道管と師管のうち、内側にあるのはどちらですか。

茎では、道管が内側、師管が外側です。

答え：道管

標準ヒマワリとユリのうち、茎の維管束が輪のように並んでいるのはどちらですか。

維管束が輪のように並ぶのは双子葉類で、全体に散らばるのは単子葉類です。ヒマワリは双子葉類、ユリは単子葉類です。

答え：ヒマワリ

理由木の枝の皮を輪のようにはぐと、はいだ所の上がふくらみますが、枝の葉はすぐにはしおれません。それぞれ、なぜですか。

外側にある師管と、内側にある道管のどちらが切られたかを考えます。

答え：ふくらむのは、外側の師管が切られ、葉から下へ運ばれる栄養分が、はいだ所の上にたまるから。しおれないのは、内側の道管が残り、水が葉まで届くから。

葉の中のつくりと、気孔のはたらき

📄 プリント11ページ

葉の断面：表皮の内側の細胞には葉緑体が多くあります。葉脈の維管束では、道管が表側、師管が裏側にあります。表側の細胞はすきまなく並んで日光を受けとり、裏側の細胞はすきまが多くて気体が通りやすくなっています。

気孔は、一般に、葉の表側より裏側に多くあります。孔辺細胞には葉緑体があります。

理由（表側が緑色こい）：表側の方が緑色がこいのは、葉緑体の多い細胞が、すきまなくつまっているためです。

覚え方：「気孔は、気体の出入り口」。

基本葉の表皮にある、三日月形の2つの細胞に囲まれたすきまを何といいますか。また、その2つの細胞を何といいますか。

すきまが気孔、それを囲む細胞が孔辺細胞です。

答え：気孔、孔辺細胞

理由葉の表側の方が、裏側より緑色がこく見えるのはなぜですか。

「葉緑体」と「すきまなく」の2つを入れて書きます。

答え：葉緑体の多い細胞が、すきまなくつまっているから。

蒸散は、葉のどこでさかんに行われている？

📄 プリント12ページ

蒸散で出た分、根から水が吸い上げられ、水や養分が運ばれます。実験では、水面に少量の油を注いで、水面からの蒸発を防ぎます。ワセリンは、水や水蒸気を通しません。

計算のしかた（ホウセンカの例）：

• 裏側＝イ−エ＝5.2−0.6＝4.6g（「裏側＋茎」から茎を引くと、裏側だけになるため）
• 表側＝ウ−エ＝1.9−0.6＝1.3g（「表側＋茎」から茎を引くと、表側だけになるため）

何もぬらないア（表側＋裏側＋茎）は、4.6＋1.3＋0.6＝6.5gです。裏側は表側の約3.5倍なので、気孔は裏側に多いと考えられます。茎からも少し蒸散しています。

両面にぬった物が無い時は？アから引きます。ア−イ＝6.5−5.2＝1.3g（「表側＋裏側＋茎」から「裏側＋茎」を引くと表側）、ア−ウ＝6.5−1.9＝4.6g（裏側）です。

覚え方：「ぬった所は蒸散しない。減った水は、ぬらない所の合計」。

標準ある植物の枝で、ワセリンをぬる所を変えて、減った水の量をはかりました。イ（表側にぬる）は6.4g、ウ（裏側にぬる）は2.3g、エ（表側と裏側にぬる）は0.7gでした。表側、裏側、茎それぞれから出た水の量を求めなさい。

表側にぬったイの減った水は、「裏側＋茎」の蒸散量です。裏側にぬったウは、「表側＋茎」です。両面にぬったエは、「茎」だけです。

裏側＝イ−エ＝6.4−0.7＝5.7（g）

表側＝ウ−エ＝2.3−0.7＝1.6（g）

答え：表側 1.6g、裏側 5.7g、茎 0.7g

発展上の枝で、何もぬらないア（表側＋裏側＋茎）の減った水は8.0gでした。エの実験をしていなかったとして、ア・イ・ウだけから、表側と裏側の蒸散量を求めなさい。

アから、ぬらなかった所の合計を引くと、ぬった所の蒸散量が分かります。

表側＝ア−イ＝8.0−6.4＝1.6（g）（「表側＋裏側＋茎」から「裏側＋茎」を引く）

裏側＝ア−ウ＝8.0−2.3＝5.7（g）（「表側＋裏側＋茎」から「表側＋茎」を引く）

答え：表側 1.6g、裏側 5.7g（エの実験をした時の答えと同じ）

まとめ

光合成は、光を受けて、二酸化炭素と水から、デンプンなどと酸素をつくるはたらきで、葉の細胞の葉緑体で行われます。ふ入りの葉の実験では、ちがう条件が1つだけの2つの部分をくらべて、光と葉緑体が必要だと分かります。呼吸は、昼も夜も、すべての細胞で、酸素を使って二酸化炭素を出すはたらきです。昼は光合成が呼吸より多く、夜は呼吸だけが行われます。根毛は表面積を大きくして水を吸収し、水は道管、栄養分は師管を通ります。蒸散は、水が水蒸気となって主に気孔から出ていくことで、ワセリンの実験では「ぬった所は蒸散しない」ことを使って引き算で求めます。プリントの確認問題で、実験の理由と計算を手を動かして練習してみてください。