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　この問題は、物質の収支を定量的に考えることが必要です。説明の都合上、光合成と呼吸の、CO₂とO2の出入りを、まず、非常に大まかに考えてみましょう：

　光合成：CO₂ +H₂O　―＞（光エネルギー、葉緑体）　有機物＋O₂

　呼吸：有機物＋O₂　―＞　（ミトコンドリアなど）　CO₂ +H₂O

光合成でできた有機物は、植物の成長などに絶対に必要です。もし、光合成で作られた有機物を呼吸で全部使ってしまったら、植物は成長できません。確かに、夜には呼吸によって有機物を分解してCO₂を排出しますが、植物の生長、生存（次世代の植物を残す）のためには光合成によって蓄積される有機物の方が、呼吸によって失われる有機物よりも量的に大きくなければなりません。また、一般の植物は呼吸によって排出されたCO₂をため込むような組織も持っていません。昼間、光合成によって放出されO₂を夜間の他呼吸のために一時的に保存しておくような組織も持っていません。陸上植物では、呼吸に必要なO₂は、周辺の環境に十分ありますのでため込む必要はありません。

　植物は成長のために、外界からCO₂を取り入れて、光合成によって有機物に合成し、発生したO₂を捨て去ることが必要です。なお、O₂は光合成をはじめとする細胞の働きにとって酸素呼吸を助けますが、有害な作用をもっているという一面もあり、植物は酸素の害作用に対する防御機構をそなえています。ヒトは呼吸にO₂を必要としますが、胎児は母体の中ではO₂濃度が比較的低い環境下に置かれており、もし、未熟児として外科的手術によって出産予定日よりも早く取り出した場合は、しばらくの間、O₂濃度の低い保育箱の中で育てないと、網膜の血管が異常に増殖した未熟児網膜症を引き起こす危険性が指摘されています。

　なお、サボテンなどの多肉植物（CAM型光合成植物とよばれる）の一部は、乾燥した環境に適応するために、夜間に気孔を開いてCO₂をリンゴ酸などの有機酸に一時的に蓄え、昼間にこれを分解してCO₂を放出して光合成によって有機物に合成するという方式をとっています。（植物Q&A で、「CAM」を検索語として調べ、登録番号1341をご覧ください）。呼吸によって生じたCO₂は光合成に再用することはできますが、この場合にも、正味の成長には外部から取り入れたCO₂が必要だということになります。