【理科】葉の緑色とでんぷんの関係とは?光合成の仕組みと実験をわかりやすく解説

葉の緑色の部分とでんぷんの秘密

佐藤先生 佐藤先生
ミライくん、今日は理科の実験でもよく登場する「葉っぱの色の秘密」についてじっくり話をしようか。
ミライくん ミライくん
葉っぱの秘密ですか?緑色をしているのは当たり前だと思ってましたけど、何か理由があるんですか。
佐藤先生 佐藤先生
いいところに気づいたね。実は、あの「緑色」こそが、植物が生きるためのエネルギーを作り出す工場の役割を果たしているんだ。今日は特に、その緑色の部分と「でんぷん」の関係について解き明かしていこう。
ミライくん ミライくん
でんぷんって、ジャガイモとかに含まれているあのでんぷんですよね。葉っぱの中でも作られているんですか。
佐藤先生 佐藤先生
その通りだよ。植物は僕たち人間と違って、ご飯を食べることができないだろう?だから、自分で自分の食べ物を作る必要があるんだ。その食べ物こそが、でんぷんなんだよ。
ミライくん ミライくん
なるほど。でも、本当に「緑色の部分」だけで作られているんですか。葉っぱ全体で作っているんじゃないんですか。
佐藤先生 佐藤先生
それを確かめるための有名な実験があるんだ。ミライくん、一部が白くて、周りが緑色の「ふ」が入った葉っぱを見たことはないかな。
ミライくん ミライくん
あります!観葉植物とかで、縁のほうが白くなっているおしゃれな葉っぱですよね。
佐藤先生 佐藤先生
そう、その「ふ入りの葉」を使って実験をすると、面白いことがわかるんだ。その葉っぱに日光を十分に当てた後、ヨウ素液という薬につけると、どうなると思う。
ミライくん ミライくん
ヨウ素液って、でんぷんがあると青紫色になるやつですよね。うーん、全部の色が変わるんじゃないんですか。
佐藤先生 佐藤先生
実は、緑色の部分だけが青紫色に変わって、もともと白かった部分は色の変化が起きないんだよ。
ミライくん ミライくん
ええっ!じゃあ、白い部分にはでんぷんがないってことですか。
佐藤先生 佐藤先生
正解だよ。この結果から、でんぷんを作るためには「緑色の粒」が必要だということがわかるんだ。この粒の名前、覚えているかな。
ミライくん ミライくん
ええと、たしか「葉緑体」でしたっけ。
佐藤先生 佐藤先生
素晴らしい!よく覚えていたね。葉緑体は、太陽の光エネルギーを吸収して、水と二酸化炭素からでんぷんを作り出す場所なんだ。この働きのことを「光合成」と言うんだったね。
ミライくん ミライくん
光合成か!言葉は知ってましたけど、緑色の場所限定のイベントだったんですね。
佐藤先生 佐藤先生
そうなんだよ。だから、光が当たっていても、葉緑体がない白い部分では光合成ができず、でんぷんも作られない。逆に、緑色の部分であっても、箱を被せて光を遮ってしまうと、やっぱりでんぷんは作られないんだ。
ミライくん ミライくん
つまり、「緑色の粒(葉緑体)」と「日光」の二つが揃わないと、でんぷんは完成しないってことですね。
佐藤先生 佐藤先生
その通り。完璧な理解だよ、ミライくん。ちなみに、実験の前には必ず「葉っぱを熱湯につけてから、温めたエタノールに入れる」という手順を踏むんだけど、なぜだか知っているかい。
ミライくん ミライくん
ええ、なんだか面倒な手順ですね。そのままヨウ素液をかければいいのに。
佐藤先生 佐藤先生
ははは、確かにね。でも、葉っぱが緑色のままだと、ヨウ素液の色が変わったかどうかがすごく見えにくいんだ。エタノールに入れるのは、葉っぱから緑色の色素を抜いて、白く脱色するためなんだよ。
ミライくん ミライくん
あ、そうか!背景を白くしておけば、青紫色になったのがはっきりわかりますもんね。
佐藤先生 佐藤先生
その通り。植物はこうして毎日、葉っぱの緑色の部分でせっせとでんぷんを作って、それをエネルギーにして成長しているんだ。僕たちが野菜を食べて元気になれるのも、もとを辿れば植物が葉緑体で作ってくれたでんぷんのおかげなんだよ。
ミライくん ミライくん
葉っぱの緑色が、なんだか工場の看板みたいに見えてきました。緑色のところだけでんぷんができるっていうのは、すごく納得です!
佐藤先生 佐藤先生
よし、その調子で整理してみよう。

結論:葉の緑色の部分とでんぷんの関係

植物の葉の中で「でんぷん」が作られるには、以下の条件が不可欠です。

1.でんぷんが作られる場所

葉の緑色の部分には「葉緑体」という小さな粒が含まれています。この葉緑体こそがでんぷんを作る「工場」であり、緑色をしていない部分(ふ入りの白い部分など)では、光を当ててもでんぷんは作られません。

2.光合成の仕組み

葉緑体が太陽の光エネルギーを受けて、水と二酸化炭素からでんぷんなどの養分を作る働きを「光合成」と呼びます。

3.実験による証明

葉をエタノールで脱色した後、ヨウ素液につける実験を行うと、緑色だった部分だけが青紫色に変化します。このことから、「葉の緑色の部分(葉緑体がある場所)で、でんぷんが作られる」ということが明確に証明されます。

要するに、葉の緑色はただの色ではなく、植物が自給自足するための大切な製造マシンの色なのです。

チェック問題

Q1. 葉の緑色の部分にある、でんぷんを作る工場の名前は?

Q2. 実験で葉をエタノールにつける理由は?

Q3. でんぷんがあるかどうかを確かめるために使う薬は?

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