「発芽には水が必要です」
では、インゲンマメの種子を、ずっと水の中に沈めておけばよいのでしょうか。
ここで確かめたいのは、水があるかどうかだけではありません。発芽に必要なほかの条件も、同時に満たしているかです。
必要なものを一つ増やしても、ほかが不足すればうまくいきません。
湿らせることと、水に沈めることは違う
インゲンマメの発芽を調べるとき、湿らせた脱脂綿などの上に種子を置く方法があります。種子が水を吸えるようにしながら、空気にも触れられるようにするためです。
一方、種子を水に沈めたままにすると、水はあっても、呼吸に必要な酸素が十分に届かなくなることがあります。
「水を多くしただけ」と思っていても、種子のまわりの空気の条件まで変えているわけです。
問題の図を見たら、「水あり」と書くだけでなく、「種子はどこまで水に入っている？」と確かめてください。
発芽する種子も、呼吸をする
種子の中には、発芽や初めの成長に使う養分が蓄えられています。
ただ、養分があるだけで、芽や根が伸びるわけではありません。種子は呼吸によって養分から活動に必要なエネルギーを取り出します。インゲンマメの発芽では、その呼吸に使う酸素が十分に得られることが大切です。
「空気が必要」と覚えたら、何のために必要なのかまでつなげましょう。
葉が出る前の種子にも、呼吸があります。植物の呼吸を、葉だけの働きにしないことも大切です。
「水の中には酸素がない」とは言わない
ここは、説明するときに気をつけたいところです。
水には酸素が溶けています。水に沈めたら、酸素が必ずゼロになるわけではありません。
酸素がどれくらい届くかは、水の深さや空気との接し方などでも変わります。種子の種類によっても違いがあります。実際に、水没させた種子が発芽する例もあります。日本植物生理学会の解説
ですから、「水に沈めた種子は、すべて絶対に発芽しない」と広げないでください。
実験では実際の結果を記録し、入試問題では問題文に示された条件と結果をもとに考えます。覚えた結果に合わせて、観察したことを書き換える必要はありません。
比べる組を選ぶときは、水の条件も確かめる
例えば、次の三つを考えます。種子の種類や数、温度、観察期間などはそろえるものとします。
| 組 | 種子の置き方 |
|---|---|
| A | 湿った脱脂綿の上に置き、空気に触れさせる |
| B | 乾いた脱脂綿の上に置き、空気に触れさせる |
| C | 水の中に完全に沈める |
水の必要性を調べるなら、まずAとBを比べます。空気に触れる条件をそろえ、水があるかないかを変えた組です。
BとCでは、水の有無に加えて、空気との接し方も違います。この二つで結果が違っても、それだけでは水の違いによるものか分けられません。
Cについては、「水が多いから発芽しやすい」と決めず、酸素が届く条件まで見ます。AとCの比較を、酸素が完全にゼロかどうかの証明と混同しないでください。
最後に、一文を言い換えてみよう
「発芽には水が必要だから、水は多いほどよい」
この文の後半を直すなら、どうしますか。
「発芽には水が必要だが、呼吸に必要な酸素など、ほかの条件も満たす必要がある」
必要であることと、多ければ多いほどよいことは違います。
発芽の三条件を言えるようになったら、実験の中で、それぞれがどう用意されているかを確かめてください。用語を覚えるところから、図の条件を読むところへ進めます。
発芽に肥料はいらない？｜インゲンマメの「肥料」と「養分」を分けて考えよう
条件の一覧を作ると、比べる組が見える
発芽の条件を調べる問題では、実験の絵を眺めるだけでなく、水、空気、温度の三列を作ってみてください。種子がどこに置かれているかを各列へ書き移すと、二つ以上の条件が違う組を見つけやすくなります。冷蔵庫に置いた組なら温度、水に沈めた組なら酸素の届き方にも注意します。 「水がある」と「水を十分に吸える」も、厳密には同じ表現ではありません。少し湿っていた綿が観察中に乾けば、初めだけ条件がそろっていても、実験期間を通してはそろっていません。図に描かれた初期状態と、観察を終えるまで保つ条件を分けて読みましょう。
例題1：湿った綿と冷蔵庫を組み合わせたら
Aは湿らせた脱脂綿の上で適した温度に置き、Bは乾いた脱脂綿の上で低い温度に置きました。どちらも同じ種類の種子で空気には触れています。Aだけが発芽した場合、「水だけが原因で差が出た」と言えますか。 答え：言えません。水と温度の二つが違うからです。 水の影響を調べたいなら、温度をそろえた組が必要です。例えばCとして、乾いた綿の上でAと同じ温度に置いた組を用意し、AとCを比べます。ほかにも種子の数や状態、観察時間をそろえます。 「一つだけ変える」と覚えていても、何を一つにするかを見つけなければ使えません。AとBの違いを言葉で二つ書き出した後、一方をそろえ直す。この順序で考えると、比較実験を選ぶ選択肢でも理由を説明できます。
例題2：発芽しなかったので、水は不要？
水を吸えるようにした種子が、短い観察期間では発芽しませんでした。この一つの結果から「水は発芽に必要ない」と答えてよいでしょうか。 答え：答えられません。 水を用意したことは、それ以外の条件もすべて満たしたという意味ではありません。温度や酸素の供給、種子の状態、観察期間が関係します。発芽に水が必要という話は、水さえあれば必ずすぐに発芽するという保証ではないのです。 発芽したかどうかだけでなく、いつ水を与え、どれだけの時間見たのかも確認します。芽が出ていないことと、種子の内部に何の変化も起きていないことも同一ではありません。目に見える結果が出るまで時間がかかる場合を、観察なしに否定しないでください。 水没した種子を扱う場合は、呼吸に必要な酸素が届くかを検討します。ただし、水中の酸素をゼロと仮定した計算は、問題がその条件を明示していなければできません。水深や攪拌などまで自由に変えたら、単純な水の量の比較ではなくなります。 用語を答える問題から一歩進むために、実験の絵へ「変えた条件」と「保った条件」をそれぞれ書き込んでみましょう。結果の違いをどの条件へ結び付けてよいかが分かり、発芽しなかった原因を一つに決めすぎる誤りも減らせます。