中2定期テスト 細胞と植物のはたらき—実験プリントの条件を比べて結果の理由を書く｜武蔵野個別指導塾

光を当てた葉と覆った部分の反応を比べ、変えた条件からでんぷんについての結論を導く練習ができます。

よくあるのは、実験プリントの「変える条件」に光と水の両方を書いてしまう場面です。結果の違いが何によるものかを調べたいのに、2つを同時に変えると原因を絞れません。範囲表に植物のはたらきがある人は、授業ノートと提出した観察記録を並べ、何を比べたかをたどりましょう。次の表や問題は練習用に作ったものです。未習の内容は今回の準備から外してください。

提出した記録に比較の印を付ける

まず範囲表の対象となる単元と授業で扱った順序を見て、該当するノート、ワーク、小テスト、実験プリント、提出物を集めます。範囲表に書かれた学期や単元は自分の学校の記載に従います。記録が提出済みでも、空欄を埋めたときの理由を説明できるとは限りません。答えを隠して、条件と結果をもう一度つなげられるかを別に確かめます。

自作の整理欄は「資料」「問いの型」「直す箇所」の3列にします。例えば、観察記録には「細胞の名称」「図の位置と名前」、実験プリントには「条件と結果」「変えた条件」、ワークには「理由の記述」「結果から言える範囲」と書きます。小テストは間違えた箇所に印を付け、正答を書き写す前に、名称の取り違え、条件の読み違え、理由の不足に分けます。

細胞の図で場所は指せるのに名称が出ないなら語句の確認が先です。条件を表から拾えないなら、比べる2行に線を引きます。結果は読めても理由が書けないなら、どの条件の差とどの結果の差を結ぶのかを口に出します。直した欄には正答だけでなく、元の誤りの原因も短く残すと、別の問題に戻ったときに使えます。

細胞の名前と比較の考え方

植物の体は細胞からできています。細胞の外側には細胞壁があり、その内側に細胞膜があります。核や細胞質も基本の名称です。植物の細胞には葉緑体をもつものがあり、葉緑体は光合成に関わります。植物のすべての細胞に葉緑体があると決めつけず、観察した部位や図の指示を読みます。名称と位置は図で覚え、働きは何が出入りするかと結び付けます。

光合成では、光のエネルギーを利用し、二酸化炭素と水を材料として有機物をつくり、酸素を出します。葉でつくられた有機物はでんぷんとして蓄えられることがあります。呼吸では有機物と酸素が使われ、生命活動に必要なエネルギーが取り出され、二酸化炭素と水が生じます。植物は明るいときも暗いときも呼吸しています。光が当たると呼吸が止まるわけではありません。

蒸散は、植物の体内の水が水蒸気となって主に葉の気孔から出ることです。根から吸収された水は道管を通って運ばれます。気孔は葉の表皮にあり、水蒸気だけでなく二酸化炭素や酸素の出入りにも関わります。光合成、呼吸、蒸散を同じ「出入り」として覚えるだけでは、物質や向きが混ざるので、それぞれを別の行に書きます。

図1のように、比較では調べたい条件を1つ変え、結果に関わりそうな他の条件をそろえます。比べる相手を設ける実験を対照実験といいます。そろえたつもりでも葉の状態や処理の方法が大きく違えば、その差が結果に影響する可能性があります。名称を覚えるだけでなく、どの差を調べるための比較かを説明できるようにします。

図1では光の有無を調べるため、水などをそろえています。実際のプリントでは何をそろえたかを問題文から拾い、書かれていない条件を勝手に足して結果を断定しないことも必要です。

基本例題：葉の一部に光を当てる

次は自作の観察記録です。あらかじめ暗い場所に置いて葉のでんぷんを少なくした植物を用い、同じ葉の一部を両面から光を通さない紙で覆い、残りは覆わずに光に当てました。その後、葉を取り、決められた手順で脱色してヨウ素液を加えたところ、覆わなかった部分は青紫色になり、覆った部分は青紫色になりませんでした。水や温度などは両部分で同じとします。

問いは「比べた条件と、結果から言えることを、でんぷんと光という語を使って書く」です。学校で習った実験の操作は授業の記録を確認し、ここでは示された結果を読む練習に使います。脱色などの操作は先生の指示のもとで行うもので、家庭で試す必要はありません。

まず記録欄を分けます。覆わなかった部分の条件は光が当たること、結果は青紫色になったことです。覆った部分の条件は光が当たらないこと、結果は青紫色にならなかったことです。ヨウ素液で青紫色になることは、でんぷんがあることを示します。青紫色にならなかった部分には、この反応で確かめられるでんぷんが見られなかったと読みます。

図2のように、同じ葉の2つの部分を並べて光の条件と色の結果を対応させます。最初に暗い場所に置いた理由は、もともと葉にあったでんぷんの影響を小さくし、光を当てた後にできたでんぷんを調べやすくするためです。紙の有無は光の有無を作るための操作であり、水まで変える必要はありません。

図2の2つの結果を答案に戻します。答えの例は「光が当たった部分にはでんぷんが見られ、当たらなかった部分には見られなかったので、葉にでんぷんができるには光が必要だと考えられる」です。比較した両方の結果を書き、光とでんぷんを結びます。色の違いだけを書いた文は観察結果ですが、何についての結論かが足りません。

この記録は光の条件を調べています。二酸化炭素の必要性を調べた記録ではないので、この比較だけを根拠に二酸化炭素の有無を結論に加えません。また、青紫色にならなかったという結果から、葉に含まれるあらゆる物質がなくなったとまでは言えません。観察で確かめたことと、その結果から考えることを分けて書きます。

条件をさらに読む問題：蒸散の記録

次も自作の条件と結果です。よく似た枝Aと枝Bを同じ量の水が入った別々の容器にさしました。Aには葉を付け、Bは葉を取り除きました。容器の水面から水が蒸発するのを防ぐ処置を両方に施し、同じ場所に置きました。一定の時間後、水の減少量はAの方がBより大きくなりました。枝の切り口から水は吸い上げられ、条件の違い以外は同程度と考えます。

問いは「水面からの蒸発を防ぐ理由と、結果から考えられる葉のはたらきを、それぞれ1文で書く」です。まずAとBの差は葉の有無で、置き場所や水面の処置はそろえています。水面からの蒸発があると、植物が吸い上げた量と水面から直接失われた量が混ざります。防ぐ理由は、その混入を小さくして枝による水の減少を比べやすくするためです。

答えの例は「水面からの蒸発による水の減少を防ぎ、枝による減少を比べやすくするためです」「葉のあるAで水がより減ったので、葉から水が水蒸気として出ると考えられます」です。葉を取り除いたBでも、残った茎などから水が失われることがあります。Aの減少量のすべてを葉からの蒸散量と決めず、Bとの差に注目します。植物の状態が十分そろっていない場合は、葉の有無だけが原因と断定しにくくなります。

もしAとBを別の明るさの場所に置いたら、葉の有無と光の条件が同時に変わります。水の減り方が違っても、どちらの影響かこの2本の比較だけでは絞れません。同じ場所に置くよう直してから、何を調べる実験かをもう一度書きます。結果が同じだった場合も、直ちに葉が蒸散しないと決めず、処置や記録、枝の状態を点検します。

理由欄の誤りを直す

基本例題の記録に「変えた条件は光と水。水が多い方にでんぷんができた」と書いたとします。光の有無は違いますが、水は同じ条件です。この文は条件の分類と、結果を結ぶ相手の両方が違います。まず2つの部分に共通する条件に丸を付け、異なる条件に線を引きます。次に青紫色になった位置を元の記録へ戻して確認します。

図3のように、誤りを消す前に「光を変え、水はそろえた」と直し、反応の差を光の差と結びます。正しい文章を写した後、図を隠して、紙で覆った部分に光が当たったかを自分で答えます。答えられなければ、紙の役目から説明し直します。

図3の修正後も、青紫色という結果を「光合成そのものが青紫色」と読み替えないようにします。色はヨウ素液によるでんぷんの反応です。結果が予想と反対だった場合には、予想に合わせて記録を書き換えず、覆いにすき間がなかったか、処理や記録に誤りがないかを確認します。記録が欠けている場合は、欠けた部分を推測で埋めず、その結果から結論を出せないと判断します。

練習：観察欄から答えを作る

次の問題の条件と記録は練習用です。問いを最後まで読んでから、答えをまとめた欄へ進みましょう。

1. 顕微鏡で見た植物の細胞の模式図で、細胞の外側に丈夫な仕切りがあり、その内側に薄い膜が見えました。それぞれの名称を外側から順に書いてください。
2. 同じ種類の水草をそれぞれ水に入れた容器C、Dを用意しました。Cには光を当て、Dは暗くし、他の条件はそろえました。調べたい条件と、そろえる条件を1つずつ書いてください。
3. 暗い場所に置いた植物を密閉容器に入れたところ、容器内の酸素が減り、二酸化炭素が増えました。この結果と結び付く植物のはたらきの名称と、そこで使われる気体を書いてください。
4. 葉の表面と裏面の気孔を観察し、表面にも裏面にも気孔があると記録しました。この葉の蒸散について「裏面からしか水蒸気が出ない」と断定できるか、理由を添えて書いてください。

答えと解き方

1. 細胞壁、細胞膜です。問題の「外側の丈夫な仕切り」と「その内側の薄い膜」を順に拾います。核は細胞の内側にあり、この2つの名称には当たりません。図を使う問題なら、線の先が仕切りと膜のどちらかも確かめます。

2. 調べたい条件は光の有無、そろえる条件は水草の種類です。水の量など、他の条件を同じにする答えも適切です。CとDの文に戻すと、光だけを変え、同じ種類の水草を使っています。光の有無と水草の種類を両方変える答えでは、どちらの影響かを区別しにくくなります。

3. 呼吸、酸素です。酸素が減り二酸化炭素が増えたという記録は、酸素を使い二酸化炭素を出す呼吸と対応します。暗い条件でも呼吸は行われます。容器の測定結果から読み取れるのは気体の変化であり、光合成と呼吸の言葉を入れ替えて記録を説明しないようにします。

4. 断定できません。表面にも気孔があり、そこからも水蒸気が出る可能性があるためです。気孔の観察だけで、それぞれの面から出る水の量までは決められません。両面の気孔の有無と、面ごとの蒸散量を測った結果とは別の記録です。理由に表面の気孔と水蒸気の出口の関係があれば、表現が異なっても成り立ちます。

解答後は、正誤の印だけで終えず、問題のどの言葉が答えの根拠になったかに線を引きます。問2で調べたい条件を光以外にも挙げた場合は、CとDを並べ、変えた条件と同じにした条件を分け直します。3で光合成と書いた人は、酸素と二酸化炭素の向きをそれぞれ矢印で記し、暗い条件も読み直します。4で量まで決めた人は、観察した事実とまだ測っていない量を分けてください。

記録が予想と合った場合も、比較した条件が本当にそろっていたかを確認します。予想どおりというだけでは、別の条件の影響を除けた証拠にはならないからです。反応が読み取りにくい場合は、色の記録と処理の状態を見直し、判断できない部分をそのまま残します。

次の1問で残すこと

条件の差に線を引き、そろえた条件に丸を付けます。結果の差を対応する条件につなぎ、観察できた範囲で理由を書きます。細胞の名称と物質の出入りは、図と向きを確かめてから使います。

解き直しを次につなげる

授業の範囲表と解き直したワークを並べ、名称、条件、結果、理由のどこで止まるかを見ます。細胞の位置で迷う場合は、名称を隠した図に線を引き直します。条件が混ざる場合は、観察記録の2行を並べて違いを1つずつ読みます。理由が短すぎる場合は、結果と結論の両方が入っているかを確かめます。

個別指導では、誤答を残したプリントを見ながら、どの言葉を根拠に選んだかを説明してみましょう。保護者の方は、お子さまに正答を先に伝える代わりに、比べた2か所を指してもらうと、読み違えた位置を確認できます。実験条件と観察結果が対応すると、植物のはたらきを理由のある言葉で表せます。