光の強さ・ 濃度・温度を変えた光合成速度のデータから、その条件で光合成速度を限定している要因を判定し、どの条件を変えれば速度が上がるか（光が弱いときは温度の影響が小さいことなど）について正しい考察を選べる
読み込み中…
右端（太枠）がこの技能です。左へドラッグすると、さらに前の前提をさかのぼれます。技能を押すと、そこまでの道筋が光ります。
光の強さ・ 濃度・温度のうち、ある条件のもとで光合成速度を頭打ちにしている要因（限定要因）をデータから見分けられるようになります。限定要因がわかれば、どの条件を変えれば光合成速度が上がり、どの条件を変えても変わらないかを予想できます。光合成速度の表やグラフ（を文章にしたもの）から正しい考察を選ぶ問題で使います。
光合成は、チラコイドで光のエネルギーを使って ATP と NADPH をつくる反応と、ストロマのカルビン回路で ATP・NADPH を使って を固定する反応がつながって進みます。どちらか一方が遅ければ、もう一方がいくら速く進める状態でも、全体の速さは遅いほうに合わせて決まってしまいます。ちょうど、何本かの細い管をつないで水を流すとき、流れる水の量はいちばん細い管で決まるのと同じです。このように、そのとき光合成速度を決めている、いちばん不足している条件を限定要因といいます。
光が弱いときは、ATP と NADPH の供給が足りないので、光を強くすれば光合成速度は上がりますが、 を増やしても温度を上げても速度はほとんど変わりません。とくに、光の反応は光の量で決まり温度の影響を受けにくいので、光が弱いときは温度を変えても速度はほとんど変わりません。光を強くしていくと、やがて ATP と NADPH は十分になり、こんどは の固定（カルビン回路）が追いつかなくなります。このときは光をさらに強くしても速度は上がらず（光飽和）、 濃度を上げるか、カルビン回路の酵素のはたらきが高まるように温度を適温に近づけると速度が上がります。
したがって、データから限定要因を判定するには、「ほかの条件はそのままで、ある 1 つの条件だけを変えたとき、速度が変わるかどうか」を見ればよいのです。ある条件を変えて速度が上がれば、その条件がそのとき限定要因になっています。変えても速度が変わらなければ、その条件は限定要因ではありません。
表の中で、調べたい条件（たとえば光の強さ 、 濃度 ）の欄を見つける。
ほかの条件をそのままにして、光の強さだけを変えた欄と比べる。速度が変われば光の強さが限定要因、変わらなければ限定要因ではない。
同じように、光の強さはそのままにして、 濃度（または温度）だけを変えた欄と比べる。速度が変われば、それが限定要因である。
結論をまとめる: 光が弱いときは光の強さが限定要因で、 濃度や温度を変えても速度はほとんど変わらない。光が十分に強いときは 濃度や温度が限定要因になる。
まとめた結論と選択肢を照らし合わせて、正しい考察を選ぶ。
ある植物の葉に、温度を 25 ℃ に保ったまま、2 種類の 濃度のもとでさまざまな強さの光を当て、光合成速度（相対値）を測定したところ、次の表の結果が得られた。
| 光の強さ（相対値） | 濃度 0.01 % | 濃度 0.04 % |
|---|---|---|
| 2 | 4 | 4 |
| 4 | 8 | 8 |
| 8 | 10 | 16 |
| 12 | 10 | 20 |
| 16 | 10 | 20 |
この結果から考えられることとして最も適当なものを、次のア〜エのうちから 1 つ選べ。
ア 光の強さ 4、 濃度 0.01 % のとき、 濃度を 0.04 % に上げると、光合成速度は大きくなる。
イ 光の強さ 12、 濃度 0.01 % のとき、光合成速度の限定要因は光の強さである。
ウ 光の強さ 12、 濃度 0.01 % のとき、 濃度を 0.04 % に上げると、光合成速度は大きくなる。
エ 光の強さ 16、 濃度 0.04 % のとき、光の強さだけをさらに強くすると、光合成速度は大きくなる。
手順 1〜3 をそれぞれの選択肢の条件で行う。
ア: 光の強さ 4 で 濃度だけを 0.01 % → 0.04 % に変えても、速度は 8 → 8 で変わらない。 濃度は限定要因ではない（光の強さを 4 → 8 にすると 8 → 10 に上がるので、限定要因は光の強さ）。アは誤り。
イ: 濃度 0.01 % のまま光の強さだけを 12 → 16 に変えても、速度は 10 → 10 で変わらない。光の強さは限定要因ではない。イは誤り。
ウ: 光の強さ 12 のまま 濃度だけを 0.01 % → 0.04 % に変えると、速度は 10 → 20 に大きくなる。このときの限定要因は 濃度である。ウは正しい。
エ: 濃度 0.04 % では、光の強さを 12 → 16 にしても速度は 20 → 20 で変わらず、光はすでに飽和している。さらに強くしても速度は大きくならないと考えられる。エは誤り。
手順 4・5: 以上より、正しいものはウ。
答え: ウ
値がいちばん小さい条件や、最後に変えた条件を限定要因としてしまう誤り。正しくは、ほかの条件をそのままにして 1 つの条件だけを変え、速度が変わるかどうかで判定する（例: 光の強さ 12、 0.01 % で、光を 16 にしても 10 → 10、 を 0.04 % にすると 10 → 20 なので、限定要因は 濃度）。
光が弱いときでも温度を上げれば光合成速度が大きく上がるとしてしまう誤り。正しくは、光が弱いときは光の強さが限定要因で、光の反応は温度の影響を受けにくいため、温度を変えても速度はほとんど変わらない。温度の影響が大きく現れるのは、光が十分に強く、カルビン回路（酵素の反応）が速度を決めているときである。
光飽和に達したあとも、光を強くすれば速度が上がり続けるとしてしまう誤り。正しくは、光飽和点より強い光では光の強さは限定要因ではなく、 濃度や温度を変えないと速度は上がらない。
限定要因は植物ごとに 1 つに決まっているとしてしまう誤り。正しくは、限定要因は条件によって変わり、同じ植物でも光が弱いときは光の強さ、光が強いときは 濃度や温度が限定要因になる。
この説明は AI が書き、別の AI が例題を独立に解いて答えを確かめ、説明を一歩ずつ査読しました。
植物の光合成のしくみと、光合成速度を決める環境要因について述べた次の文のうち、正しいものを、次のア〜カからすべて選べ。
2 種類の植物 P と Q の葉を用いて、次の実験を行った。
実験 温度を に保ち、十分に水を与えた状態で、空気中の 濃度を変えながら、光を当てた葉の見かけの光合成速度（ 吸収速度、相対値）を測定した。光の強さは、これ以上強くしても、どの 濃度でもどちらの植物の見かけの光合成速度も変化しない強さとした。負の値は、葉から が放出されたことを示す。結果を次の表に示す。
| 濃度（%） | 0.005 | 0.01 | 0.02 | 0.04 | 0.08 |
|---|---|---|---|---|---|
| 植物 P | 12 | 30 | 45 | 45 | 45 |
| 植物 Q | 6 | 20 | 33 | 45 |
この実験の結果から考えられることとして最も適当なものを、次のア〜オのうちから 1 つ選べ。