生物分野の用語と知識の問題
青色の BTB 溶液に息を吹き込んで緑色にし、この溶液を 2 本の試験管 A, B に入れた。試験管 A にだけオオカナダモを入れ、A と B の両方にゴム栓をして、日光がよく当たる場所に 3 時間置いた。その結果、試験管 A の溶液は青色になり、試験管 B の溶液は緑色のまま変わらなかった。
なお、BTB 溶液は、酸性で黄色、中性で緑色、アルカリ性で青色を示し、溶液に二酸化炭素がとけると酸性に近づく。
この実験の結果からわかることとして最も適当なものを、次のア〜エから 1 つ選べ。
- ア オオカナダモが光合成で酸素を出したため、試験管 A の溶液が青色になった。
- イ 試験管 A の溶液の色の変化は、光が当たっただけでは起こらず、オオカナダモのはたらきで溶液中の二酸化炭素が減ったために起こった。
- ウ オオカナダモが呼吸で二酸化炭素を出したため、試験管 A の溶液が青色になった。
- エ 試験管 B の溶液の色が変わらなかったことから、光合成には光が必要であることがわかる。
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）
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
行き詰まったら、上から順に 1 つずつ開いてください。
ヒント 1
「光合成・呼吸・蒸散の対照実験の考察」の技能を使います。まず、試験管 A と B でちがう条件が何かを確かめましょう。
ヒント 2
BTB 溶液は、溶液中の二酸化炭素が減るとアルカリ性に近づいて青色に、ふえると酸性に近づいて黄色になります。酸素の量では色は変わりません。
ヒント 3
A と B のちがいは「オオカナダモの有無」だけで、光はどちらにも当たっています。このことから、光の有無を比べた選択肢と、酸素や呼吸で色の変化を説明している選択肢は除けます。
答えと解説
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イ
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解説を読む
対照実験では、1 つの条件だけがちがう試験管どうしを比べ、結果のちがいをその条件のせいだと考える。
手順 1 A と B でちがう条件を確かめる
A と B は、どちらも同じ緑色の BTB 溶液を使い、どちらにも日光を当てている。ちがうのは「オオカナダモを入れたかどうか」だけである。
手順 2 結果のちがいを読みとる
A は青色（アルカリ性）になり、B は緑色のままだった。BTB 溶液が青色に近づいたのは、溶液中の二酸化炭素が減ったためである。B が変わらなかったので、光が当たるだけでは色は変わらないことがわかる。したがって、A の変化はオオカナダモのはたらき（光合成で二酸化炭素を吸収したこと）によるものと判断できる。
選択肢の検討
- ア（誤り）: BTB 溶液は酸素の量では色が変わらない。色の変化は二酸化炭素の量の変化によるものである。
- イ（正しい）: 手順 1・2 のとおり、B と比べることで、色の変化が光だけによるものではなく、オオカナダモが二酸化炭素を減らしたためだとわかる。
- ウ（誤り）: 呼吸で二酸化炭素が出ると溶液は酸性に近づき、黄色に近づく。青色になったこととは合わない。
- エ（誤り）: A も B も光を当てているので、光の有無は比べていない。光が必要かどうかを調べるには、オオカナダモを入れて光を当てない試験管と比べる必要がある。
よって、答えは イ である。
別解
ア: 酸素は BTB 溶液の色を変えない。色が青色（アルカリ性）に近づいたのは、溶液中の二酸化炭素が減ったためなので、誤り。イ: オオカナダモを入れない B は、光が当たっても緑色のまま変わらなかった。したがって A の変化は光だけでは起こらず、オオカナダモが光合成で二酸化炭素を使い、溶液中の二酸化炭素が減ったために起こったといえる。正しい。ウ: 呼吸で二酸化炭素が出ると、溶液は酸性に近づいて黄色寄りになるはずなので、誤り。エ: 光が当たる場合と当たらない場合を比べていないので、この実験から光合成に光が必要であることはいえない。B は「オオカナダモを入れない」対照実験である。誤り。したがって答えはイ。