温度による光合成の影響の実験方法は?


温度による光合成の影響の実験方法は?

2000年6月18日に中学1年生の女の子からご質問を頂きました.。
温度による光合成の影響を、オオカナダモを使って調べる、実験方法を教えてください。(図&言葉で)なるべく早くお願いします。


ご質問ありがとうございます。
返事が大変遅くなって申し訳ありません。
温度による光合成の影響を調べる実験を図入りで説明してほしいということですね。

光合成をするとどうなるでしょう?光合成自身の詳しい説明はについては「光合成ではどうやって二酸化炭素を酸素に変えているの?」を参考にしていただくとして、理科で光合成について習ったとおもいますが、光合成は「二酸化炭素(CO2)と水(H2O)から炭水化物(Cn(H2O)m)と酸素(O2)をつくる」という 働きを指します。そして、その目的は酸素(O2)を放出することではなく、炭水化物Cn(H2O)m)を作ることなのです が、外から見たときに光合成が実行されていることは「酸素(O2)の放出」で確認することができます。
 ところで、オオカナダモですが、アルゼンチンの原産トチカガミ科水生植物です。葉の縁葉は各節に3~6枚ずつきわめて短く輪生し、白色で内側は黄色の花のつぼみが2~4個できて,順々に開花して1日でしぼんでしまいます。花びらは3枚です。オオカナダモは光合成,呼吸などを調べる植物生理の実験によく使われているのは御存知の 通りですね。     
  では、光合成が温度によってどのように変化するかを観察するのにはどういたらよいでしょう。最初に述べたように、光合成を行うと、二酸化炭素を取り入れて酸素を放出します。従って、酸素の放出を観察するのが良いでしょう。さて、光合成の結果放出される酸素は、オオカナダモの葉に気泡として付着します が、これは観測しにくいので、茎から放出される気泡の数を数える ことにより、酸素の放出量の大小を観察するとよいでしょう。

 次に、温度による違いをどうするかですが、温度を一定に保つのは難しいことです。そこで、最 初は氷水などからはじめ、水温が徐々に上がっていく過程で測定していくのがよいでしょう。
 最後に、光の条件はいつも一定にしておかなければならないので、蛍光灯などの光を用い、太陽光などがあたらないようにしましょう。太陽光は時間によって強さが変わりますから。
では、具体的に説明します。
1.準備するもの
  蛍光灯、コップ(深めのコップ)、水温計、氷、水、虫眼鏡、オオカナダモ、かみそり(カッターでも良い)、割り箸、炭酸水素ナトリウム(NaHCO3 重曹 無くても良い)
2.オオカナダモの根本のほうの茎をカッターで斜めに切る。なるべく切り口が長くなるようにします。

3.コップに氷、水 、炭酸水素ナトリウム(水100ccに対して1g程度)を入れ、割り箸で良く撹拌し、水温計を入れる。水温が0度になっていることを確か めます。
4.コップの氷を取り除きにオオカナダモを逆さまに入れて、蛍光灯の光を当てます。温度を測定し、1分間に発生する気泡の数を数え、記録します。虫眼鏡 を使うと数えやすいかもしれません。
5.水温がおおよそ5度上昇したら、温度を測定し、1分間に発生するオオカナダモの気泡の数を数え、記録します。
6.この4を繰り返して測定します


水温は室温以上に上がりませんから、それ以上にするときには少しずつお湯を足して いって、を繰り返してみてください。熱帯魚用のヒーターを使っても良いかもしれません。

実験上の注意
 太陽の光がなるべく入らないところで実験すること

 蛍光灯の光のあたり方が変わらないようにすること

 1分間等の一定の時間に発生する気泡の数を調べること(1分でなく ても、一定の時間であればよい)
 炭酸水素ナトリウム(重曹)を入れるのは、炭酸水素ナトリウムによって、水中の二酸化炭素の濃度が増えるため、光合成が起こりやすくなるからです。もし炭酸水素ナトリウムがなければ、入れる必要はありません。

等です。
これで、水温と光合成の関係を調べられます。

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