水が多く減った植物ほど、葉の一部分からも盛んに蒸散しているのでしょうか。葉がたくさん付いていれば、同じ性質の葉でも全体から失われる水は増えます。比較したいのが植物全体の水の消費なのか、葉の面積あたりの蒸散なのかで、必要な計算が変わります。
中学入試の実験考察では、装置の工夫を説明するだけでなく、測定値を公平に比べることも大切です。「大きい数の方が強い」と決める前に、実験時間と葉の大きさを確認しましょう。
減った水の出口を決める
容器の水面からも水は蒸発します。その分が混ざった値を、全部葉から出た水とすることはできません。水面を覆うなどの条件を与え、蒸散以外の減少を小さくしているかを読みます。また、植物を入れない同じ装置の減少量が示されていれば、背景として差し引く模型も考えられます。
ただし、二つの装置の水面の広さやふたの条件が違えば、対照の値をそのまま引けるとは限りません。差し引きは便利な計算ですが、「植物以外の条件は同じ」と読み取れることが前提です。引く数を見つける前に、なぜ引いてよいのかを説明してみてください。
一時間、同じ葉面積に直す
葉の面積が100平方cmの枝が一時間に2g、200平方cmの枝が一時間に3gの水を失ったとします。枝全体では後者が多いですが、100平方cmあたりに直すと後者は1.5gです。単位面積あたりでは、前者の2gの方が大きくなります。
葉の面積は、片面の面積を合計するなど、資料で指定された基準にそろえます。表裏の両面があるからといって、あとから自分だけ二倍にしてはいけません。二つの植物で同じ定義を使っていることが、比べるための約束です。
時間も同じようにそろえます。30分で測った量は一時間換算で二倍、二時間で測った量は一時間換算で半分です。ただし観察していない長時間まで一定の割合が続くと断定する意味ではありません。測定区間の平均を共通の単位に直しているだけです。
例題1：枝全体と面積あたりの順位
同じ環境で、葉面積120平方cmの枝Aと、180平方cmの枝Bを40分ずつ調べました。蒸散による水の減少はAが1.6g、Bが1.8gでした。葉面積100平方cm、一時間あたりに換算すると、それぞれ何gですか。面積はどちらも片面の合計です。
答え・解説： Aは1.6×60÷40×100÷120＝2.0g。Bは1.8×60÷40×100÷180＝1.5gです。枝全体の減少量はBが大きくても、面積あたりではAが大きいと分かります。120と180を掛けるのではなく、一定の面積へ小分けするため割るのがポイントです。
式をまとめるのが難しければ、まず一時間あたりへ直し、次に100平方cmあたりへ直してください。途中の値に「一時間・枝全体」と名前を付ければ、何を計算済みかを見失いません。
例題2：対照の値を引いてから比較
葉面積200平方cmの枝を付けた装置で、二時間に5.4g減りました。植物以外の条件をそろえた対照装置は、同じ二時間に0.6g減りました。この問題では差の全量を蒸散によるものとみなします。葉面積100平方cm、一時間あたりの値を求めましょう。
答え・解説： 蒸散分は5.4−0.6＝4.8gです。一時間あたりは2.4g、100平方cmあたりは1.2gになります。対照の0.6gを引かず計算した1.35gには、葉以外から失われた分が混ざっています。対照も二時間の値なので、そのまま同じ段階で引けます。
吸い上げた量は、いつも蒸散量そのものか
細い管の気泡の動きで調べる装置は、水を吸い上げる速さを測っています。吸った水の多くが蒸散に使われる条件では目安になりますが、すべてが直ちに葉から出るとは限りません。植物内に残る水や成長に使う水もあるので、問題文が何を同じとみなしているかを確かめます。
また、面積をそろえた値でも、種類の違いを気孔の数だけで説明するのは早計です。気孔の開き方、光、風、湿度、植物の水分状態などが関わります。数値から言える「この条件で単位面積あたりの減少が大きい」と、原因の推測を分けることが、記述問題での大切な一歩です。
葉を方眼紙へ写して面積を求める資料なら、境界にかかったマスの数え方も結果に関わります。完全に入るマスと、およそ半分入るマスを分け、どの近似で計算したかを残します。面積が概数なのに、補正後の値だけ細かな小数を何桁も書いても精度が上がるわけではありません。比較の差がごく小さいときは、測定のばらつきも考慮します。
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