まとめ
解説
呼吸は、細胞内で酸素を用いてグルコースなどの有機物を段階的に分解し、その過程で放出されるエネルギーをATP（アデノシン三リン酸）として蓄える「異化」のプロセスです。この反応は主に細胞小器官であるミトコンドリアで行われます。呼吸によって得られたATPは、物質の合成、筋肉の収縮、体温の維持など、あらゆる生命活動の原動力となります。
植物における呼吸は、光合成と対比して理解することが重要です。光合成が光エネルギーを利用して有機物を合成する同化作用であるのに対し、呼吸は有機物を分解してエネルギーを取り出す異化作用です。植物は日中、光合成と呼吸を同時に行っていますが、光が強い時間帯は光合成速度が呼吸速度を上回るため、外見上は二酸化炭素を吸収し酸素を放出しているように見えます。この光合成量と呼吸量が等しくなり、見かけ上の気体交換がゼロになる光の強さを「補償点」と呼びます。
| 比較項目 | 呼吸 | 光合成 |
|---|---|---|
| 目的 | エネルギーの抽出 | 有機物の合成 |
| 場所 | ミトコンドリア | 葉緑体 |
| 時間 | 24時間絶えず | 光があるときのみ |
| 気体の出入り | 酸素吸収・二酸化炭素放出 | 二酸化炭素吸収・酸素放出 |
呼吸の活性は生物の状態や環境条件によって大きく変動します。例えば、発芽中の種子は細胞分裂や成長のために極めて活発な呼吸を行っており、その際に発生する「呼吸熱」によって周囲の温度を上昇させることが実験で確認されています。また、試験対策としては「光合成量 ＝ 見かけの光合成量 ＋ 呼吸量」という関係式を把握しておくことが不可欠です。
動物の場合、肺などで行う「外呼吸（ガス交換）」と、細胞内で行う「内呼吸（細胞呼吸）」に分けられます。吸う息とはく息の成分を比較すると、はく息の方が酸素が少なく二酸化炭素が多くなっているのは、全身の細胞が呼吸によって酸素を消費し、二酸化炭素を排出した結果です。生態系全体で見ると、生産者、消費者、分解者のすべてが呼吸を行うことで、炭素が二酸化炭素として大気中に循環する役割を担っています。
わたしたち人間や動物、そして植物も、生きていくためにはエネルギーが必要です。このエネルギーを作るための仕組みを「呼吸」といいます。
呼吸では、空気の中にある酸素を取り入れて、体の中にある栄養分を分解します。そのときにエネルギーが生まれますが、同時に二酸化炭素と水も作られて、体の外に出されます。人間が息を吸ったりはいたりするのも、この呼吸のためです。
植物も、わたしたちと同じように24時間ずっと呼吸をしています。昼間は太陽の光を使って栄養を作る「光合成」もしていますが、呼吸も休まず続けています。芽が出ようとしている種などは、とてもはげしく呼吸をしていて、まわりの温度が上がることもあるんですよ。
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