BTB 溶液・ヨウ素液・石灰水・ワセリンなどを使った実験で、比べるべき試験管や条件を選び、結果から光合成・呼吸・蒸散について何がわかるかを判断できる
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。
光合成・呼吸・蒸散を調べる実験で、どの試験管（または葉・枝）どうしを比べればよいかを選び、その結果から何がわかるかを判断できるようになります。BTB 溶液の色の変化、ヨウ素液によるデンプンの検出、石灰水のにごり、ワセリンで気孔をふさいだときの水の減り方などを使う実験の考察で使います。定期テストや高校入試で、「A と比べるべき試験管はどれか」「この結果から何がわかるか」と問われる場面がこれにあたります。
実験の結果に影響しそうな条件のうち、調べたい条件を 1 つだけ変え、それ以外の条件をすべて同じにして行う実験を対照実験といいます。条件が 1 つしかちがわなければ、結果のちがいはその条件のせいだと言い切れます。逆に 2 つ以上の条件がちがう試験管どうしを比べても、どちらの条件が結果を変えたのかが決められません。例えば「オオカナダモあり・光あり」と「オオカナダモなし・光なし」を比べても、変化の原因が植物なのか光なのかはわかりません。
対照実験では、次の道具で物質の出入りを目に見えるようにします。BTB 溶液は、アルカリ性で青色、中性で緑色、酸性で黄色になります。二酸化炭素は水にとけると酸性を示すので、二酸化炭素が減ると青色の側へ、ふえると黄色の側へ変わります。光合成がさかんなら二酸化炭素が使われて青色に、呼吸だけなら二酸化炭素が出て黄色になります。ヨウ素液はデンプンがあると青紫色になるので、光合成でデンプンができたかを調べられます（葉は先にあたためたエタノールで緑色をぬいておくと色が見やすくなります）。石灰水は二酸化炭素を通すと白くにごります。ワセリンをぬると気孔がふさがれ、その部分からの蒸散が止まります。
また、植物を入れない試験管や、光を当てない試験管のように「その条件がない」ものを用意するのは、変化が本当に植物や光によるものかを確かめるためです。植物を入れない試験管で色が変わらなければ、光だけで BTB 溶液の色が変わるわけではない、と確かめられます。
実験で調べたいこと（植物のはたらきによるか、光が必要か、葉緑体が必要か、気孔がどこに多いか など）を確認する。
各試験管・葉・枝の条件（植物の有無、光の有無、ふ入りの部分か緑色の部分か、ワセリンをぬった面 など）を表にして整理する。
調べたい条件だけがちがい、それ以外の条件がすべて同じ 2 つを選ぶ。2 つ以上の条件がちがう組み合わせは選ばない。
使った薬品の結果を物質の出入りに読みかえる。BTB 溶液が青色に → 二酸化炭素が減った、黄色に → 二酸化炭素がふえた。ヨウ素液で青紫色 → デンプンがある。石灰水が白くにごる → 二酸化炭素がある。ワセリンをぬった面 → そこからは蒸散していない。
2 つの結果のちがいは、選んだ 1 つの条件によるものだと結論する（例: 植物の有無だけがちがう 2 本で色がちがえば、色の変化は植物のはたらきによる）。
青色の BTB 溶液に息をふきこんで緑色にしたものを、4 本の試験管 A〜D に入れた。A と B にはオオカナダモを入れ、C と D には何も入れなかった。4 本ともゴム栓をしたあと、A と C には光を当て、B と D はアルミニウムはくで包んで光が当たらないようにして、同じ温度で数時間置いた。その結果、A は青色、B は黄色になり、C と D は緑色のままだった。
A が青色に変わったのは、光によるものではなくオオカナダモのはたらきによるものであることを確かめるには、A とどの試験管の結果を比べればよいか。最も適当なものを、次のア〜ウから 1 つ選べ。
ア B イ C ウ D
手順 1: 調べたいのは「A の色の変化がオオカナダモのはたらきによるかどうか」である。
手順 2: 条件を整理すると、A はオオカナダモあり・光あり、B はオオカナダモあり・光なし、C はオオカナダモなし・光あり、D はオオカナダモなし・光なし。
手順 3: A と比べて「オオカナダモの有無」だけがちがい、光の条件が同じなのは C である。B は光の条件がちがい、D はオオカナダモと光の 2 つの条件がちがうので、選ばない。
手順 4: A が青色になったのは二酸化炭素が減ったから。C は緑色のままなので、二酸化炭素は変化していない。
手順 5: オオカナダモの有無だけがちがう A と C で結果がちがうので、A の色の変化は光だけによるものではなく、オオカナダモのはたらき（光合成で二酸化炭素を使ったこと）によるとわかる。よって答えはイ。
答え: イ
条件が 2 つ以上ちがう試験管どうしを比べてしまう誤り。例えば A（植物あり・光あり）と D（植物なし・光なし）を比べても、変化の原因が植物か光かを決められない。正しくは、調べたい条件 1 つだけがちがう組み合わせ（植物の有無を調べるなら A と C）を選ぶ。
BTB 溶液の色の意味を逆に覚えてしまう誤り。正しくは、二酸化炭素が減ると青色（アルカリ性）の側へ、ふえると黄色（酸性）の側へ変わる。光合成がさかんなら青色、光が当たらず呼吸だけなら黄色になる。
光が当たらない B が黄色になったのを見て、植物は暗いところでだけ呼吸をすると考えてしまう誤り。正しくは、植物は光が当たっていても当たっていなくても呼吸をしている。光が当たっているときは光合成で使う二酸化炭素のほうが呼吸で出す二酸化炭素より多いので、全体として二酸化炭素が減って見える。
ワセリンをぬった面からも蒸散していると考えて結果を読みちがえる誤り。正しくは、ワセリンは気孔をふさぐので、ぬった面からは蒸散しない。例えば葉の表にぬった枝で水が多く減り、裏にぬった枝ではあまり減らなければ、ぬっていない裏側からの蒸散が多い、つまり気孔は裏側に多いとわかる。
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。
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 |
光合成に必要なものを調べるために、次の実験を行った。
【実験】
1. 鉢植えのアサガオを一晩暗いところに置いた。このアサガオには、緑色の部分と、葉緑体がなく白く見える部分（ふ）がある葉がついている。
2. ふのある葉 P の一部を、表と裏の両方からアルミニウムはくでおおった。また、同じアサガオから、全体が緑色の葉 Q を選んだ。葉 Q は、葉 P の緑色の部分と大きさ・日の当たり方・育ち方が同じようすの葉であり、葉 P の緑色の部分と葉 Q の緑色の部分は、光合成を行うはたらきが同じであるとみなせるものとする。
3. 葉 P を、水をしみこませたろ紙を入れた透明なポリエチレンの袋で包み、袋の口を茎のところでしばった。葉 Q を、水酸化ナトリウム水溶液をしみこませたろ紙を入れた同じ種類の袋で包み、同じように袋の口をしばった。どちらのろ紙も葉にはふれないようにした。なお、水酸化ナトリウム水溶液は二酸化炭素を吸収するので、葉 Q の袋の中には二酸化炭素がほとんどなくなる。それ以外の袋の中の条件（水分など）は、2 つの袋で同じであるとみなせるものとする。
4. アサガオに数時間光を当てたあと、葉 P と葉 Q をつみとり、アルミニウムはくをはずして熱湯につけたあと、あたためたエタノールにつけて脱色した。これを水洗いしてからヨウ素液につけ、色の変化を調べた。
葉の各部分を次のように A〜E とし、結果を表にまとめた。
| 部分 | 葉 | 葉の色 | アルミニウムはく | 袋の中のろ紙 | ヨウ素液の反応 |
|---|---|---|---|---|---|
| A | P | 緑色 | なし | 水 | 青紫色になった |
| B | P | 白色（ふ） | なし | 水 | 変化しなかった |
| C | P | 緑色 | あり | 水 | 変化しなかった |
| D | P | 白色（ふ） | あり | 水 | 変化しなかった |
| E | Q | 緑色 | なし | 水酸化ナトリウム水溶液 | 変化しなかった |
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〜オから 1 つ選べ。