まとめ
【定義】
光エネルギーとは、太陽などの光が持つエネルギーのことである。植物などが光合成を行う際に、二酸化炭素と水から有機物を合成するための原動力として利用される。
学習の要点
- 重要語句：光合成、呼吸、生物のつり合い、生態系
- 用語の意義：光合成と呼吸は物質の循環およびエネルギーの出入りにおいて互いに正反対の反応であり、これらが均衡を保つことで生態系が維持される。
解説
光合成は、光エネルギーを化学エネルギーへ変換する過程である。植物は太陽光などの光を利用し、二酸化炭素と水から養分（有機物）と酸素を生成する。この反応により、外部からのエネルギーが生物圏に取り込まれることになる。
これに対し、呼吸は蓄えられた養分と酸素を用いて、生命活動に必要なエネルギーを取り出す過程である。その際、副産物として二酸化炭素と水が排出される。光合成と呼吸は、物質の取り込みと排出、およびエネルギーの蓄積と消費という点において、互いに正反対の因果関係にある。
密閉された環境下であっても、光が供給される条件では「生物のつり合い」が成立する。植物（生産者）が放出する酸素を動物（消費者）が呼吸に利用し、動物や細菌（分解者）が放出する二酸化炭素を植物が光合成に再利用することで、生態系の循環モデルが形成される。このように、光エネルギーを起点とした物質の循環により、限られた環境内でも生物は共生し続けることが可能である。
補足
光エネルギーは電磁波の一種であり、光合成においては主にクロロフィルなどの光合成色素が特定の波長の光を吸収することで反応が進行する。
参照: 学習指導要領準拠資料
小学生のみなさんへ
太陽などの光が持っている力を「光エネルギー」といいます。植物は、この光エネルギーを使って、水と二酸化炭素から自分の栄養と酸素を作ります。これを「光合成」といいます。
これとは反対に、生き物が酸素を使って、栄養から生きるための力を取り出し、二酸化炭素を出すことを「呼吸」といいます。植物が作るもの（酸素と栄養）を、生き物が呼吸で使い、呼吸で出たもの（二酸化炭素）を植物がまた光合成に使うという、正反対のつながりになっています。
光が差しこむ密閉された容器の中では、水草とエビ、そして目に見えないほど小さな細菌などが、この仕組みを使って助け合って生きています。水草が作った酸素でエビが呼吸し、エビが出した二酸化炭素で水草がまた光合成をするというサイクルができることで、命のバランスが保たれます。これを「生物のつり合い」と呼びます。
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