一般社団法人 日本植物生理学会 The Japanese Society of Plant Physiologists

植物Q&A

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植物が生成する酸素について

質問者:   大学生   生見
登録番号0248   登録日:2005-05-10
大学の研究で「換気不足による教室内空気汚染に対する植物が生成する酸素の効果」というテーマで、研究に取り組もうと考えています。
そこで、教室に置けるような植物で、酸素を最も多く生成する植物について調べているのですが、なかなか見つかりません。
どのような植物が良いと思われるか教えていただけませんか。
生見さま

一般に,室内は野外に較べてずいぶん暗く,どの植物でも,光合成は光律速の状態になります。つまり,あたる光の強さが同じであれば,どの植物でもあまり酸素発生速度は変わりません。というのが回答です。ちょっとそっけないですから,少し計算をしてみましょう。

外で光の強さを測ってみると,真夏の昼間には,光合成に利用できる青色から赤色までの光(波長400nm〜700nm)の光量子束密度として,1秒間,1m2,0.002mol程度(0.002 mol m-2 s-1)になります。これは10万ルックスに相当します。一方,通常の室内の光の強さを測ってみると,この1/200,かなり明るいと思える室内でも1/100程度です。細かい作業をするような場所でも,せいぜい,1/50程度の明るさでしょうか。

光合成の効率について考えてみましょう。理想的な条件で,葉が酸素を1分子発生し,二酸化炭素を1分子を 吸収するためには,葉に光合成に有効な光量子が10個程度あたる必要があります。

植物にとって理想的な条件とは光は強すぎず,酸素の濃度は低く,二酸化炭素の濃度は高いというものです。酸素濃度を下げると人間は死んでしまいますが,二酸化炭素濃度は,野外よりも人間のいる室内の方が断然高いので,ほぼ,理想的な効率で光合成反応が起こると仮定してよいかもしれません。床面を全部植物の葉が覆う部屋で,光の強さを太陽の1/100の1,つまり,0.00002 mol m-2 s-1だとすると,二酸化炭素が常に供給されるとして,一日に発生する酸素の量は床面積あたりで,0.17mol O2 m-2 s-1です。天井の高さが2.5mだとすると,部屋の酸素濃度は21%から21.16%になります。

人間の標準代謝量は100W程度です(10人で高級電気ストーブなみ)。1日あたりですと,8640kJ(約2000 kcal)になります。これエネルギーを呼吸でまかなうためには,1日に約18molの酸素が必要です。室内で,しかも通常の明るさで,植物に酸素を供給させようとすると,がらんとした大部屋に住むしか手はないことになります。
大阪大学大学院理学研究科
 寺島 一郎
回答日:2009-07-03