生物分野の用語と知識の問題
オオカナダモのはたらきを調べるために、次の実験を行った。
【実験】青色のBTB溶液に息をふきこんで緑色にし、これを3本の試験管A〜Cに入れた。試験管AとCには同じくらいの大きさのオオカナダモを入れ、試験管Bには何も入れなかった。3本ともゴム栓をし、試験管Cだけをアルミニウムはくで包んで光が当たらないようにした。その後、3本の試験管に同じ強さの光を数時間当て、BTB溶液の色を調べた。
【結果】
| 試験管 | A | B | C |
|---|---|---|---|
| BTB溶液の色 | 青色 | 緑色 | 黄色 |
【考察】オオカナダモが光合成を行うには光が必要であることは、試験管( a )の結果を比べるとわかる。また、試験管CのBTB溶液が黄色になったのは、オオカナダモが( b )を行い、試験管内の二酸化炭素が増えたためである。
文中の空欄 a・b に入る語句の組み合わせとして最も適当なものを、次のア〜エから 1 つ選べ。
| a | b | |
|---|---|---|
| ア | AとB | 光合成 |
| イ | AとC | 光合成 |
| ウ | AとB | 呼吸 |
| エ | AとC | 呼吸 |
この問題で使うもの
- 光合成・呼吸・蒸散の対照実験の考察(説明と入口の問題)
- 光合成・呼吸・蒸散(説明と入口の問題)
この問題を解けるようになるまで(4 技能)
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ヒント
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ヒント 1
対照実験では「調べたい条件だけがちがう」2つを比べること、そしてBTB溶液の色と二酸化炭素の量の関係を使う。
ヒント 2
BTB溶液は二酸化炭素が増えると酸性になって黄色に、減るとアルカリ性になって青色になる。光が当たらないとき、植物は光合成を行わず呼吸だけを行う。
ヒント 3
光の有無だけがちがい、どちらにもオオカナダモが入っている試験管の組み合わせを探すと、a は1つに決まる。b は、二酸化炭素を「出す」はたらきがどちらかを考える。
答えと解説
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エ
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解説を読む
【a について】対照実験では、調べたい条件以外をすべて同じにした実験どうしを比べる。「光合成に光が必要か」を調べたいので、オオカナダモがあり、光の条件だけが異なる試験管を比べる。試験管Aは光が当たり、試験管Cは光が当たらない。どちらにもオオカナダモが入っているので、ちがいは光だけである。Aは青色(二酸化炭素が減った)、Cは青色にならなかったので、光が当たらないと光合成が行われないことがわかる。よって a は「AとC」である。なお、AとBは「オオカナダモがあるかないか」だけが異なる組み合わせで、BTB溶液の色の変化が光ではなくオオカナダモのはたらきによることを確かめるためのものである。
【b について】BTB溶液は酸性で黄色、中性で緑色、アルカリ性で青色を示す。二酸化炭素は水にとけると酸性を示すので、黄色になったのは二酸化炭素が増えたためである。試験管Cでは光が当たらないため光合成は行われず、オオカナダモが呼吸だけを行って二酸化炭素を出したので、二酸化炭素が増えた。よって b は「呼吸」である。光合成は二酸化炭素を吸収するはたらきなので、二酸化炭素が増えた理由にはならない。
【各選択肢】
ア:a のAとBは光ではなくオオカナダモの有無を比べる組み合わせであり、b の光合成も二酸化炭素を減らすはたらきなので、両方とも誤り。
イ:a は正しいが、b の光合成は二酸化炭素を吸収するはたらきであり、光の当たらないCでは行われないので誤り。
ウ:b は正しいが、a のAとBは光の条件が同じでオオカナダモの有無が異なるため、光が必要であることは確かめられないので誤り。
エ:a・b ともに正しい。
したがって、答えはエである。
別解
BTB溶液は酸性で黄色、中性で緑色、アルカリ性で青色を示す。二酸化炭素が水にとけると酸性側に傾き、二酸化炭素が減るとアルカリ性側に傾く。
試験管Aは光が当たり、オオカナダモが光合成で二酸化炭素を吸収したので青色になった。試験管Bはオオカナダモがないので変化せず緑色のままである。試験管Cは光が当たらず光合成ができないが、呼吸は行われるので二酸化炭素が増えて黄色になった。
(a) 光合成に光が必要かどうかを調べるには、光が当たるかどうか以外の条件を同じにして比べる。AとCはどちらもオオカナダモが入っていて、光の有無だけが異なるので、AとCを比べる。AとBはオオカナダモの有無が違う実験(オオカナダモのはたらきを調べる対照実験)であり、光の必要性は調べられない。したがって a は「AとC」。
(b) Cは光が当たらないので光合成は行われず、呼吸だけが行われて二酸化炭素が増えた。したがって b は「呼吸」。
各選択肢の確認: ア(AとB・光合成)は a も b も誤り。イ(AとC・光合成)は b が誤り。ウ(AとB・呼吸)は a が誤り。エ(AとC・呼吸)は a、b とも正しい。
よって答えはエ。