葉に光を当ててヨウ素液で調べる実験は、手順の暗記だけではもったいない題材です。「何と何を比べるのか」「その操作で何を確かめやすくするのか」。第8回は、蒸散の復習から呼吸・光合成へ進み、実験の理由を考えます。
蒸散と、呼吸・光合成を分ける
07:57頃から蒸散を復習し、12:03.468以降に呼吸と光合成へ進みます。蒸散は、体内の水が水蒸気となって外へ出ることです。一方、呼吸は有機物から生きるためのエネルギーを取り出す働き、光合成は光エネルギーを使って二酸化炭素と水から有機物をつくる働きです。
これらを「葉が空気と何かを出し入れすること」と一つにまとめないようにしましょう。授業でデンプンとして説明される養分も、体内では糖などへ変えられて利用されます。光合成を、エネルギーを無から生み出す仕組みとは考えません。
呼吸と光合成の気体の出入り、両者の差を示すグラフは、既存の光合成のグラフが0になる理由へ。ここでは、21:11頃からの葉の実験を中心に復習します。
変える条件を、一つずつ見る
授業では、緑色の部分と白い斑の部分がある葉を使い、一部をアルミ箔で覆います。次の図は、教材で扱う「葉緑体がなく光合成をしない白い斑」を想定した、比較の整理です。授業の板書の位置を再現した図ではありません。
A 緑色・光あり
比較の基準
B 緑色・遮光
Aと比べる：光の有無
C 白い斑・光あり
Aと比べる：緑色部分との違い
A ↔ C：光が当たるという条件をそろえる
同じ葉の比較する部分を、説明用に分けて描いた模式図です。葉全体の色や、授業の板書の配置を再現していません。Cは本文の白い斑の想定に対応します。結果を示す図ではありません。
編集制作の条件図。実測データではありません。葉の種類や準備条件によって結果が変わるため、実験結果は実際の観察記録で確かめます。
光の必要性を調べたいときは、AとBのように緑色という条件をそろえて比べます。Aと、白くて光も当たらない部分を比べると、違いが光によるのか、緑色の部分かどうかによるのかを分けられません。対照実験の考え方は、啓林館・光合成の実験法の開発でも確認できます。
その操作は、何のため？
23:52頃から、授業は準備や操作の理由を振り返ります。次の表は手順を理解するための整理です。実験は先生の指導と指定手順に従って行います。エタノールは引火しやすいため、直接加熱せず、周囲でも火を使わないでください。換気を行い、指定された方法で湯せんします。
| 操作 | 目的 |
|---|---|
| 事前に暗い場所へ置く | 実験前から残っているデンプンの影響を減らす |
| 一部をアルミ箔で覆う | 同じ葉に、光が当たらない部分をつくる |
| 採取した葉を湯に浸す | 葉の細胞の活動を止め、葉を柔らかくする |
| 湯せんで温めたエタノールに浸す | 緑の色素を取り除き、反応の色を見やすくする |
| 水へ戻す | 硬くなった葉を柔らかくし、エタノールを洗い流す |
| ヨウ素液で調べる | デンプンの存在を色の変化で確かめる |
暗くしても、どんな葉でも一晩でデンプンが完全になくなるとは限りません。啓林館の実践資料でも、遮光した葉に前のデンプンが残る場合が報告されています。期待した色にならなかったら、覚えた結論へ合わせるのではなく、準備や照明などの条件を見直します。
溶け出すのは、葉緑体そのもの？
編集補足として、葉緑素と葉緑体を区別します。エタノールへ取り出す緑の色素は葉緑素です。葉緑体は細胞内の構造で、葉緑素はそこにある色素。二つを同じものとして覚えないようにします。豊橋技術科学大学・光合成を目で見るでも、葉緑素の抽出が説明されています。
ヨウ素液で直接調べているのは、酸素や二酸化炭素ではなくデンプンです。緑色で光を当てた部分にデンプンの反応が見られ、比べる部分には見られなかった、という結果を条件と結びつけて解釈します。この一つの実験だけで、光合成のすべての原料や過程を証明したことにはなりません。
結果だけでなく、比べ方を答える
- 光の有無を比べたいとき、図のAとB、AとCのどちらを比べますか。
- 脱色する目的は、デンプンを取り除くためですか。
- ヨウ素液の反応から、直接確かめる物質は何ですか。
答えと考え方を見る
- AとBです。緑色という条件をそろえ、光の有無を変えています。
- 違います。緑の色素を取り除き、反応による色の変化を見やすくします。
- デンプンです。光合成の気体の出入りを直接測る実験とは区別します。
安全上の補足：文部科学省・小学校理科の観察，実験の手引き（175頁）の換気・火気・湯せんの注意点と照合しました。
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9.10早朝暗記特訓 呼吸と光合成
授業日：2026-09-10
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時刻は提供字幕に基づく目安です。この記事は授業全編の文字起こしではなく、選んだ場面に資料による補足と復習問題を加えています。
色の変化を結論に置き換える前に
葉の実験では、ヨウ素液による色の変化を見て、すぐに「光合成をした」と答えたくなります。その前に、直接確かめたのはでんぷんの存在であることを押さえましょう。光を当てる前からでんぷんが残っていたなら、実験中に新しくできたかどうかを色だけで分けられません。実験前の処理には、前からあるものと新しくできるものを区別しやすくする役割があります。 暗所に置けばどんな植物でも決まった時間で完全にでんぷんがなくなる、とまではいえません。種類や状態によって違うため、必要に応じて実験開始時の確認をします。観察結果が予想と違ったときも、すぐに知識が誤りだと決めず、実験前の状態や遮光が十分だったかを点検してください。
例題1：二つの条件を同時に変えない
緑色で光を当てた部分A、緑色で光を遮った部分B、白色で光を当てた部分Cを調べます。光の有無の影響を比較するには、どの二つを選びますか。白色部分には葉緑体がないものとします。 AとBです。緑色であるという条件をそろえ、光だけを変えています。BとCでは光の有無と緑色の有無が両方違うため、結果の違いがどちらによるものか分けられません。AとCは光の条件をそろえ、緑色部分と白色部分の違いを比べる組合せです。比べたい条件を一つ書き、それ以外が同じかを確認してから二つを選びましょう。
例題2：青紫色にならなかった理由
十分な前処理をした葉の一部を遮光し、残りには光を当てました。遮光部が青紫色にならなかったことから、「この部分は呼吸もしていなかった」といえますか。 いえません。ヨウ素液の反応はでんぷんの検出に関するもので、呼吸の有無を直接調べたものではありません。暗い場所でも生きた細胞は呼吸します。色の変化を確かめる実験と、気体の出入りを測る実験を混同しないことが大切です。何を調べる試薬かを先に書くと、結論の広げすぎを防げます。 結果表を書くときは、「青紫色になった」という観察の列と、「でんぷんがあると判断した」という解釈の列を分けます。さらに光合成の条件を述べるなら、比較した二つの部分を明示してください。脱色に使うエタノールは引火しやすいので、実際の操作は先生の指示に従い、直接加熱しないなどの安全条件を守ります。記録を読む学習と、自宅で操作を再現することは分けて考えましょう。
