植物の呼吸と光合成｜1日の流れで酸素と二酸化炭素の出入りを見て、からだの中の物質の動きを追う教材
中学2年 / 第2分野 (3)生物の体のつくりと働き ── 植物の体のつくりと働き
「植物は昼に光合成、夜に呼吸」と覚えると、植物が昼は呼吸していないように思えてしまいます。呼吸は昼も夜も一定で、昼は光合成の量がそれを上回るので、差し引きで酸素を出しているだけです。
このツールは 2 つの場面。① 時刻をつまんで動かすと、光合成の量が光の強さで変わり、呼吸の線は動きません。葉の横の矢印の太さがその量で、差し引きの「まとめると」が昼と夜で入れかわります。1 日を再生すると合計の棒がたまり、どちらが多いかが見えます。② からだの中では、水・二酸化炭素・酸素・ブドウ糖の粒が動き続けます。葉・茎・根を押すと断面が拡大して、道管・師管・気孔・葉緑体のどこで何が起きるかが見えます。
この単元で つまずくところ
- 呼吸は夜だけではない。 ① の呼吸の線はまっすぐ一定。昼にも酸素を取り入れて二酸化炭素を出しています。見えなくなるのは光合成の方が多いからです。
- 光の強さで変わる。 天気をくもり・雨にすると光合成の曲線が低くなり、雨の日は呼吸の方が多くなる時間が長くなります。1 日再生すると合計でも呼吸が勝ちます。
- 道管と師管。 水は根から道管で上へ、養分（ブドウ糖）は葉から師管で全身へ。茎の断面では内側が道管、外側が師管です。
- デンプンはそのままでは運べない。 葉でできたデンプンは水にとけるブドウ糖に変えられて師管を通ります。
このツールで 何が見えるか
- ① 1日の流れ
- 盤面の時刻のつまみ、または「1日を 再生」。光合成の曲線・呼吸の線・葉の矢印・合計の棒。天気は晴れ・くもり・雨。
- ② からだの中の流れ
- 粒の色で物質が分かります（水・二酸化炭素・酸素・ブドウ糖・デンプン・エネルギー）。昼／夜で光合成が止まります。
- 拡大
- 葉の断面（葉緑体・気孔・道管・師管）、茎の断面（維管束）、根（根毛と道管）。それぞれで粒が動きます。
授業での使い方
① で時刻を 12 時と 0 時に置いて、葉の矢印を見比べます。「夜は呼吸していないの？」と聞きます。
① を晴れで 1 日再生 → 雨で 1 日再生。合計の棒を比べ、雨の日の植物はどうなるかを話します。
② で葉・茎・根を順に開き、水と養分の通り道をノートに矢印で書かせます。最後に「夜に葉の中で起きていること」を確かめます。
どの使い方でも、動かした条件はそのままURLに入ります。 画面の「リンクをコピー」を押して配れば、生徒の端末でも同じ画面が開きます。 生徒が見つけた条件のリンクを提出させれば、そのまま記録になります。
すぐ使える条件
あえて入れていないもの
中学校で教える形を優先して、省いている条件があります。 教科書や資料集の数値と合わないことがあるので、先に書いておきます。
- 量は相対値です（呼吸の量を 1 として、晴れの正午の光合成が 4）。実際の数値ではなく、大小の関係を見るための数です。
- 日の出 6 時・日の入り 18 時で固定です。季節による昼の長さの変化は扱いません。
- 絵は模式図です。細胞の数や大きさは実物の比率ではありません。
よくある質問
光合成の量を実際の数値で出せますか。
出しません。教科書のグラフと同じく相対的な大小を見る道具です。
対照実験（BTB や石灰水）はありますか。
このツールにはありません。気体の性質と集め方の道具で石灰水の変化は見られます。
ほかの教材は 中学理科ラボの一覧 から。
直してほしいところは 改善の要望 から。ツールの画面の「要望を送る」を押せば、そのとき見ていた条件のURLが付いた状態で開きます。