中学受験理科｜受粉実験で袋をかける理由｜花粉の有無だけを変えて比べる

ヘチマの雌花に袋をかけて、花粉をつける組とつけない組を比べます。袋をかけるのは、日光をさえぎるためでしょうか。ここでは、実験者がつけたもの以外の花粉が届くのを防ぐためです。

中学入試では「受粉すると実ができる」と覚えるだけでなく、どの二つを比べれば花粉の働きを調べられるかが問われます。花の名前を答える問題から一歩進み、操作を順番に読み取ってみましょう。

袋をかける時点が、実験の出発点

すでに開いた花へ後から袋をかけても、その前に虫などが花粉を運んだ可能性があります。受粉させない組を作るなら、まだ花粉がついていないつぼみの段階で袋をかけることが重要です。

ヘチマは雄花と雌花が分かれているため、雌花のめしべへ花粉をつける操作を分けやすい植物です。ただし、雌花だから自然には花粉が届かないということではありません。袋をしなければ、雄花から運ばれた花粉がつくことがあります。

問題文の「咲く前」「咲いた翌日」「花粉をつけた後」などの時刻を、同じ操作としてまとめないでください。実験の条件は、最後の姿だけでなく、そこまでの経過にも含まれています。

ヘチマの袋かけの操作を比べる図。植物の形を描く図ではなく、対照実験の流れを示します。

Aはつぼみに袋をかけ、開花したら一度袋を外して花粉をつけ、再び袋をかけます。Bも同じ時期に袋を外しますが、花粉をつけずに再び袋をかけます。このように扱うと、花粉の有無を中心に比較できます。

Aは袋なし、Bだけ袋ありとしてしまうと、花粉以外に、袋の中の温度や湿度なども異なる可能性があります。結果が違ったときに、どの条件が原因かを分けにくくなります。両方に同じ種類の適した袋を使い、操作する時期もそろえます。

花を扱う道具にも注意が必要です。花粉のついた筆を、花粉をつけない組に触れさせれば、意図せず受粉させることになります。「つけないつもり」だったことと、実際に花粉がつかなかったことは別です。

袋が花や子房を傷めたり、内部の環境を大きく変えたりすれば、花粉の働きとは別の影響が混じります。実際の実験では、教材で指定された通気性などの条件と扱う期間に従います。密閉した透明袋で長期間包む方法を、何でも代わりにしてよいわけではありません。

入試では、袋を使った実験の模式図が与えられることがあります。そのときも、袋の目的と、比較する両群に袋があるかを確認します。「袋あり＝受粉なし」と決めると、いったん開けて人工的に花粉をつけた組を読み違えます。

同じ条件のヘチマで、Aは開花前から袋をかけ、開花時に花粉をつけて再び袋をしました。Bは同じ袋と時期で、花粉をつけずに扱いました。Cは袋をせず、自然のままにしました。花粉をつけることの影響を調べる中心の比較は、どの二組ですか。

答え・解説： AとBです。袋の有無と操作時期をそろえ、花粉をつけたかどうかを変えているためです。Cは自然に花粉が届く可能性があり、袋の条件も違います。AとCだけでは、花粉の有無をはっきり分けた比較になりません。

Cを用意すること自体が無意味なのではありません。自然の状態でどの程度実るかを見る参考になります。ただし、花粉の有無だけを比較する役割とは違います。実験の組を選ぶ問題では、何を調べる比較なのかを先に言葉にします。

上のAとBをそれぞれ20個の雌花で行い、Aでは16個、Bでは1個の子房が育ちました。「Aでも4個は育たなかったので、受粉は実のでき方に関係しない」と結論してよいですか。各組で育った割合も求めましょう。

答え・解説： その結論にはできません。割合はAが16÷20＝80％、Bが1÷20＝5％です。この結果はAの方が育ちやすかったことを示します。受粉させた花が必ず全部実るという保証と、受粉が実のでき方に関わるという話は違います。

Bの1個については、袋をかける前後に花粉がついた可能性や操作・記録の誤りなどを確かめます。この数だけから理由を断定したり、都合が悪いので記録を消したりしません。繰り返し調べる際の確認点として残します。

受粉は、花粉がめしべの柱頭につくことです。その後の受精などを経て、子房や胚珠が変化していきます。袋かけと結実の結果だけを見た実験で、その途中のすべてを直接観察したことにはなりません。

「子房が育った数」「種子ができた数」「花粉がついた数」は異なる記録です。表の見出しにどの量が書かれているかを確かめ、子房1個を種子1個へそのまま置き換えないでください。

解答では、袋の目的、そろえた条件、変えた条件を順に説明します。花粉をつけた組とつけない組の結果を比べた、という形まで書くと、単に「受粉を調べた」よりも実験の筋道が伝わります。