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屈曲角度によるオーキシンの定量

寒天片のオーキシン濃度と幼葉鞘の屈曲角度が比例する範囲のデータから、屈曲角度をもとに寒天片のオーキシン濃度(量)を求められる。比例が成り立たない範囲(頭打ち)を見分けられる

前提

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  1. 植物のからだのつくり (中学理科 生物分野の用語と知識)
  2. オーキシンと屈性 (高校生物 生物の環境応答(知識))

説明

先端を切り取った幼葉鞘の切り口の片側にオーキシンを含む寒天片をのせると、のせた側がよく伸びて反対側へ曲がります。濃度が低い範囲では曲がる角度がオーキシン濃度に比例するので、濃度のわかった寒天片で「角度と濃度の関係」を調べておけば、濃度のわからない寒天片の濃度(含まれる量)を角度から逆算できます。あわせて、濃度を上げても角度がそれ以上増えない範囲(頭打ち)を見分け、そこでは濃度を決められないことも判断できるようになります。

なぜそうしてよいのか

オーキシンは先端側から基部側へ移動して細胞の伸長を促します。寒天片を切り口の片側だけにのせると、オーキシンはその側を下へ移動するので、その側の細胞だけがよく伸び、幼葉鞘は寒天片をのせていない側へ曲がります。寒天片のオーキシンが多いほど片側だけがよく伸びるので、曲がる角度は大きくなります。

濃度が低い範囲では、濃度を 2 倍、3 倍にすると角度も 2 倍、3 倍になります(比例)。比例しているなら「濃度 1 あたり何度曲がるか」という比 が一定なので、角度 から濃度 を と求められます。

しかし濃度をさらに上げると、細胞の伸びがそれ以上大きくならず、角度がほぼ一定になります(頭打ち)。この範囲では、同じ角度に対応する濃度がいくつもあるので、角度から濃度を 1 つに決めることはできません。だから、測った角度が比例の成り立つ範囲に入っているかを、必ず先に確かめます。

手順

  1. 濃度のわかった寒天片のデータで、濃度と角度の比 を各行ごとに計算する

  2. 比が一定になっている行の範囲を比例の範囲とし、その比を (濃度 1 あたりの角度)とする。比が下がり始め、角度が増えなくなった行からは頭打ちと判断する

  3. 濃度を求めたい寒天片の角度 が、比例の範囲の角度(0 から比例の範囲の最大の角度まで)に入っているかを確かめる

  4. 入っていれば で濃度を求める。頭打ちの角度と同じかそれ以上なら、濃度は決められないと判断する

例題

先端を切り取ったマカラスムギの幼葉鞘の切り口の片側に、オーキシン濃度のわかった寒天片をのせ、一定時間後の屈曲角度を測ったところ、次の表のようになった。濃度は相対値である。

寒天片のオーキシン濃度(相対値)012346
屈曲角度(度)0510151818

次に、濃度のわからない寒天片 X を同じ条件でのせたところ、屈曲角度は 12 度であった。寒天片 X のオーキシン濃度(相対値)を求めよ。

例題の解答

手順 1: 各行の比 を計算すると、濃度 1, 2, 3 では 、濃度 4 では 、濃度 6 では 。

手順 2: 濃度 0〜3 では比が 5 で一定なので、この範囲で比例が成り立ち、 度(濃度 1 あたり)。濃度 4 以上では角度が 18 度で止まっているので頭打ち。

手順 3: X の角度 12 度は、比例の範囲の角度 0〜15 度に入っている。

手順 4: 。

よって寒天片 X のオーキシン濃度は相対値で 2.4。

答え:

よくある誤り

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。

入口の問題

この技能を使う問題

この技能の次に学べること