光合成の条件を対照実験の結果から判断する
光、二酸化炭素、葉の部分、気体の記録を比べる14問と六つの記述課題です。
学年・内容の目安 中学校第2学年。授業の復習や教材の準備に使えます。公開教材の利用条件を確認し、年少の生徒には講師が紙の教材を用意します。
学習内容や既習事項に合わせて使う独自の練習です。文部科学省の認定教材や、教科書・入試の全範囲を網羅する教材ではありません。
中学校第2分野(3)ア(イ)㋐「葉・茎・根のつくりと働き」の光合成に関連する補助教材です。
解説を読む
光合成の条件を、葉の色や気体の変化を記録した実験から考えます。対照と何が違うか、測った値からどこまで言えるかを確かめましょう。
必要な予備知識
葉が光を受けて光合成を行うこと、比較では条件をそろえることを知っていること。
- 植物は光合成で光のエネルギーを利用し、水と二酸化炭素から有機物をつくり、酸素を放出する。
- ヨウ素液による青紫色の変化は、でんぷんがあることを調べる手がかり。実験前の葉にでんぷんがあったかどうかも確かめる。
- 光合成と呼吸は別の働き。葉のある装置の気体の増減には、両方が関係することがある。
- 変える条件は目的に合わせて一つにし、温度や時間などはそろえる。観察した内容と、そこから考える説明を区別する。
解き方の例
光の有無を比べる場合は、同じ種類の植物で気温や時間などをそろえ、光の当たり方を変えます。
よくある間違い
- でんぷんが検出されたら、実験前にあった分を考えず、全て実験中にできたと判断する。
- 明るさと温度を同時に変え、明るさの影響だけだと考える。
- 泡の数を、そのまま酸素の体積と考える。
観察と考え方を講師と確かめる
対照の役割、測定した量、条件を変えて得られた結果を、根拠と限界を含めて説明します。
実験の考え方と記録の読み方を扱います。薬品を使った手順、光合成の反応の詳細、正確な速度の測定は扱いません。
文部科学省：中学校学習指導要領解説 理科編 · 文部科学省：小学校学習指導要領解説 理科編
読む文章・資料
同じ葉で光が当たる部分を比べる
植物を暗い場所に置いた後、同じ株の葉で、実験前には青紫色の反応が出ないことを確かめました。別の葉の一部Aを光が通らない覆いでおおい、残りの部分Bには光を当てました。その後にヨウ素液で調べると、Bは青紫色になり、Aは変化しませんでした。
実験前からあったでんぷんを考える
班Cは実験を始める前に葉のでんぷんの有無を調べませんでした。光を当てた後で葉を調べると、青紫色になりました。比較する葉も用意していませんでした。
二酸化炭素の条件を変える
よく似た植物DとEを同じ明るさと温度で同じ時間測りました。Dの装置には二酸化炭素があり、Eの装置では低く保ちました。他の条件はそろえ、どちらも実験前にはヨウ素液で青紫色にならないことを別の葉で確かめました。実験後にDは青紫色、Eには青紫色の反応が見られませんでした。
明るい装置と暗い装置の酸素を測る
同じ種類と量の水草を二つの容器に入れ、Fには光を当て、Gは暗くしました。同じ温度で測ると、光を当てたFでは水中の酸素が増え、暗いGでは減りました。水草を入れない装置では、同じ時間に大きな変化がありませんでした。
泡の数を比較に使う
同じ水草で、明るい条件Hと弱い光の条件Iを比べました。1分に出た泡はHで18個、Iで8個でした。泡の大きさや気体の成分は測っていません。
葉の緑色の部分と白い部分を比べる
一枚の葉に緑色の部分Jと白い部分Kがあります。実験前はどちらにも青紫色の反応が出ないことを、別のよく似た葉で確かめました。光を当てた後、ヨウ素液でJは青紫色になり、Kは変化しませんでした。
光と温度が同時に変わる
班Lは明るくて暖かい場所、班Mは暗くて涼しい場所で光合成に関係する変化を調べました。Lの方で葉のでんぷんの反応がはっきり出ました。試料の種類と測る時間は同じです。
練習する
選択問題では答えを一つ選び、数値問題では指定された単位で数だけを入力します。観察の根拠や途中の計算は、記述課題で講師と確認します。
入力した答えは、ページを再読み込みするか離れるまで、このページのメモリ上に保持されます。保存済みの下書き、アカウントの成績、自動の宿題提出は作成されません。
自分の答えと記述
確認問題・資料・講師と使う課題
資料：同じ葉で光が当たる部分を比べる
実験後、でんぷんがあることを示す青紫色が見られたのはどこですか。
- 光が当たったB。
- 光をさえぎったA。
- 光をさえぎったAと光が当たったB。
答えと解説
光が当たったB。
青紫色の反応は、記録では光が当たったBに見られました。
資料：同じ葉で光が当たる部分を比べる
AとBの比較で、主に変えた条件はどれですか。
- 調べる時間が同じかどうか。
- 別の種類の植物かどうか。
- 光が当たるかどうか。
答えと解説
光が当たるかどうか。
同じ葉の二つの部分を用い、片方で光をさえぎりました。
資料：実験前からあったでんぷんを考える
この観察だけで直接確かめられたのはどれですか。
- 実験前に葉にでんぷんがなかったこと。
- 光のない条件ではでんぷんができなかったこと。
- 光を当てた後の葉にでんぷんの反応が出たこと。
答えと解説
光を当てた後の葉にでんぷんの反応が出たこと。
この記録にあるのは光を当てた後の反応です。始めの状態と対照の結果は記録されていません。
資料：実験前からあったでんぷんを考える
始めにあったでんぷんの影響を考えるために加えるとよいのはどれですか。
- 光を当てた後、同じ葉にヨウ素液を二度使う。
- 実験前に、同じ条件で準備した別の葉を調べる。
- 実験を終えた後で、試料と別の植物の高さを測る。
答えと解説
実験前に、同じ条件で準備した別の葉を調べる。
実験前に準備した葉を調べることで、最初にでんぷんの反応があるか分かります。
資料：二酸化炭素の条件を変える
DとEで意図して変えた条件はどれですか。
- 二酸化炭素の条件。
- 光の当て方。
- 観察する時間。
答えと解説
二酸化炭素の条件。
光、温度、時間などはそろえ、二酸化炭素の条件を変えました。
資料：二酸化炭素の条件を変える
この記録に合う説明はどれですか。
- DでもEでも同じ青紫色の反応が出た。
- 二酸化炭素を低くしたEで青紫色の反応が出た。
- 二酸化炭素があるDで青紫色の反応が出た。
答えと解説
二酸化炭素があるDで青紫色の反応が出た。
同じ光の条件でも、記録では二酸化炭素があるDにでんぷんの反応が出ました。
資料：明るい装置と暗い装置の酸素を測る
水中の酸素の増減はどれですか。
- 光を当てたFでは増え、暗いGでは減った。
- 光を当てたFでは減り、暗いGでは増えた。
- 光を当てたFで増え、暗いGでも増えた。
答えと解説
光を当てたFでは増え、暗いGでは減った。
光を当てた装置と暗い装置で、酸素の増減が反対でした。
資料：明るい装置と暗い装置の酸素を測る
酸素の増減を考えるとき、植物のどの働きを考える必要がありますか。
- 根が無機養分を取り入れる働き。
- 光合成に加え、酸素を使う呼吸。
- 葉や茎から水蒸気を出す蒸散。
答えと解説
光合成に加え、酸素を使う呼吸。
光合成で酸素が放出される一方、呼吸では酸素が使われます。増減は両方の働きに関係します。
資料：泡の数を比較に使う
1分あたりの泡の数はHがIより何個多いですか。個数を入力しましょう。
答えと解説
10
18−8＝10個です。
資料：泡の数を比較に使う
泡の記録をそのまま酸素の体積として使えない理由はどれですか。
- 泡の数が違うと、測った時間も違ったはずだから。
- 泡の数が違っても、気体の種類は確かめなくてよいから。
- 泡の大きさや中の気体の種類を測っていないから。
答えと解説
泡の大きさや中の気体の種類を測っていないから。
泡の数だけでは、気体の体積や種類は分かりません。
資料：葉の緑色の部分と白い部分を比べる
光を当てた後に青紫色になったのはどこですか。
- 白い部分K。
- 緑色の部分J。
- 緑色のJと白いK。
答えと解説
緑色の部分J。
記録では、緑色の部分Jにでんぷんの反応が見られました。
資料：葉の緑色の部分と白い部分を比べる
この一枚の葉について、記録の範囲で言えるのはどれですか。
- この実験では緑色の部分と白い部分で反応が違った。
- どの種類の葉でも、白い部分では同じ反応が起きる。
- この実験では、緑色と白い部分の構造や働きも共通することが確かめられた。
答えと解説
この実験では緑色の部分と白い部分で反応が違った。
この葉の二つの部分で違いを見た記録です。どの葉でも同じ結果になるとは判断しません。
資料：光と温度が同時に変わる
LとMでそろえられていなかった条件はどれですか。
- 試料の種類と測る時間。
- 試料の種類と温度。
- 光の当たり方と温度。
答えと解説
光の当たり方と温度。
場所によって明るさと温度の両方が違います。
資料：光と温度が同時に変わる
光の影響を調べ直すには、どの比較が合いますか。
- 光をそろえ、温度と測る時間を変える。
- 温度をそろえ、光の条件を変える。
- 場所による光と温度の違いをそのまま使う。
答えと解説
温度をそろえ、光の条件を変える。
光の影響を知るためには、温度など他の条件をそろえて、光の条件を変えます。
観察と考え方を講師と確かめる
資料：同じ葉で光が当たる部分を比べる
AとBの比較で変えた条件を示し、ヨウ素液の結果から考えられることを書きましょう。
答えと解説
同じ葉のAでは光をさえぎり、Bには光を当てました。Bだけ青紫色になったので、この条件では光が当たった部分ででんぷんができたと考えられます。
光が当たる前の記録と、当てた後の二つの部分を比べます。
- 同じ葉で光の当たり方を変えたと示す。
- Bにでんぷんの反応があった記録を、光との関係に結び付ける。
資料：実験前からあったでんぷんを考える
班Cの記録から直接分かることと、実験中にでんぷんができたと考えるために不足する記録を説明しましょう。
答えと解説
光を当てた後の葉に、でんぷんの反応が出たことは分かります。始めにでんぷんがなかったか、光を当てない対照と比べてどうかの記録がありません。
実験後にあることと、その時間にできたことを区別します。
- 実験後にでんぷんが検出されたという観察を示す。
- 実験前のでんぷんの記録や、光を当てない対照が不足すると示す。
資料：二酸化炭素の条件を変える
DとEでそろえた条件と変えた条件を述べ、結果を説明しましょう。
答えと解説
明るさ、温度、時間などをそろえ、二酸化炭素の条件を変えました。この記録では二酸化炭素があるDで青紫色の反応が出て、二酸化炭素を低くしたEでは出ませんでした。
比べたい条件と、それ以外の条件を分けます。
- 二酸化炭素を変え、明るさや温度などをそろえたと示す。
- でんぷんの反応の違いをDとEの二酸化炭素の条件に結び付ける。
資料：明るい装置と暗い装置の酸素を測る
FとGで酸素がどう変化したかを書き、酸素の増減には光合成と呼吸が関係する理由を説明しましょう。
答えと解説
明るいFでは酸素が増え、暗いGでは減りました。光合成では酸素が放出され、呼吸では酸素が使われるため、測った増減には両方の働きが関係します。
測った値は、放出と消費を合わせた結果です。
- Fでは増加、Gでは減少と正しく対応させる。
- 光合成の酸素の放出と呼吸の酸素の消費を区別する。
資料：泡の数を比較に使う
HとIで観察した結果を数で示し、泡の数からだけでは何を測れないか説明しましょう。
答えと解説
1分にHで18個、Iで8個出ました。泡の大きさや気体の種類が分からないので、泡の数だけでは出た酸素の体積を求められません。
泡の個数と気体の体積は別の量です。
- 同じ1分で18個と8個を比較する。
- 体積や気体の種類には別の測定が必要と示す。
資料：光と温度が同時に変わる
LとMの記録で光の影響を分けられない理由を書き、光の条件を比べる組を提案しましょう。
答えと解説
光だけでなく温度も違ったからです。温度、試料の種類と測る時間などをそろえ、光を当てる組と当てない組を比べます。
変えた条件が一つなら、結果との関係を考えやすくなります。
- 明るさと温度が同時に違っていたと示す。
- 温度などをそろえて光の条件を変える比較を提案する。
ワークシート
学習内容と参考資料
授業・宿題・次の記録につなげる
観察や測定の結果をもとに、生徒が何を根拠に考えたかを一緒に確かめましょう。印刷する場合は、生徒用には解答を付けず、講師用には解答と記述課題の評価の目安を付けます。年少の生徒には講師が紙の教材を用意します。生徒用のログインを使う場合は、利用条件と同意の手順を確認してください。
講師の方へ
教材にリンクを保存し、必要なときに生徒と共有できます。
この練習問題を保存ワークシート: 光合成の条件を対照実験の結果から判断する
MomentDesk · https://momentdesk.com/ja/practice/infer-photosynthesis-conditions-from-controlled-experiments/
対照の役割、測定した量、条件を変えて得られた結果を、根拠と限界を含めて説明します。
文部科学省：中学校学習指導要領解説 理科編 · 文部科学省：小学校学習指導要領解説 理科編
読む文章・資料
同じ葉で光が当たる部分を比べる
植物を暗い場所に置いた後、同じ株の葉で、実験前には青紫色の反応が出ないことを確かめました。別の葉の一部Aを光が通らない覆いでおおい、残りの部分Bには光を当てました。その後にヨウ素液で調べると、Bは青紫色になり、Aは変化しませんでした。
実験前からあったでんぷんを考える
班Cは実験を始める前に葉のでんぷんの有無を調べませんでした。光を当てた後で葉を調べると、青紫色になりました。比較する葉も用意していませんでした。
二酸化炭素の条件を変える
よく似た植物DとEを同じ明るさと温度で同じ時間測りました。Dの装置には二酸化炭素があり、Eの装置では低く保ちました。他の条件はそろえ、どちらも実験前にはヨウ素液で青紫色にならないことを別の葉で確かめました。実験後にDは青紫色、Eには青紫色の反応が見られませんでした。
明るい装置と暗い装置の酸素を測る
同じ種類と量の水草を二つの容器に入れ、Fには光を当て、Gは暗くしました。同じ温度で測ると、光を当てたFでは水中の酸素が増え、暗いGでは減りました。水草を入れない装置では、同じ時間に大きな変化がありませんでした。
泡の数を比較に使う
同じ水草で、明るい条件Hと弱い光の条件Iを比べました。1分に出た泡はHで18個、Iで8個でした。泡の大きさや気体の成分は測っていません。
葉の緑色の部分と白い部分を比べる
一枚の葉に緑色の部分Jと白い部分Kがあります。実験前はどちらにも青紫色の反応が出ないことを、別のよく似た葉で確かめました。光を当てた後、ヨウ素液でJは青紫色になり、Kは変化しませんでした。
光と温度が同時に変わる
班Lは明るくて暖かい場所、班Mは暗くて涼しい場所で光合成に関係する変化を調べました。Lの方で葉のでんぷんの反応がはっきり出ました。試料の種類と測る時間は同じです。
資料：同じ葉で光が当たる部分を比べる
実験後、でんぷんがあることを示す青紫色が見られたのはどこですか。
- 光が当たったB。
- 光をさえぎったA。
- 光をさえぎったAと光が当たったB。
途中の計算・単位・理由・確認答え:
資料：同じ葉で光が当たる部分を比べる
AとBの比較で、主に変えた条件はどれですか。
- 調べる時間が同じかどうか。
- 別の種類の植物かどうか。
- 光が当たるかどうか。
途中の計算・単位・理由・確認答え:
資料：実験前からあったでんぷんを考える
この観察だけで直接確かめられたのはどれですか。
- 実験前に葉にでんぷんがなかったこと。
- 光のない条件ではでんぷんができなかったこと。
- 光を当てた後の葉にでんぷんの反応が出たこと。
途中の計算・単位・理由・確認答え:
資料：実験前からあったでんぷんを考える
始めにあったでんぷんの影響を考えるために加えるとよいのはどれですか。
- 光を当てた後、同じ葉にヨウ素液を二度使う。
- 実験前に、同じ条件で準備した別の葉を調べる。
- 実験を終えた後で、試料と別の植物の高さを測る。
途中の計算・単位・理由・確認答え:
資料：二酸化炭素の条件を変える
DとEで意図して変えた条件はどれですか。
- 二酸化炭素の条件。
- 光の当て方。
- 観察する時間。
途中の計算・単位・理由・確認答え:
資料：二酸化炭素の条件を変える
この記録に合う説明はどれですか。
- DでもEでも同じ青紫色の反応が出た。
- 二酸化炭素を低くしたEで青紫色の反応が出た。
- 二酸化炭素があるDで青紫色の反応が出た。
途中の計算・単位・理由・確認答え:
資料：明るい装置と暗い装置の酸素を測る
水中の酸素の増減はどれですか。
- 光を当てたFでは増え、暗いGでは減った。
- 光を当てたFでは減り、暗いGでは増えた。
- 光を当てたFで増え、暗いGでも増えた。
途中の計算・単位・理由・確認答え:
資料：明るい装置と暗い装置の酸素を測る
酸素の増減を考えるとき、植物のどの働きを考える必要がありますか。
- 根が無機養分を取り入れる働き。
- 光合成に加え、酸素を使う呼吸。
- 葉や茎から水蒸気を出す蒸散。
途中の計算・単位・理由・確認答え:
資料：泡の数を比較に使う
1分あたりの泡の数はHがIより何個多いですか。個数を入力しましょう。
途中の計算・単位・理由・確認答え:
資料：泡の数を比較に使う
泡の記録をそのまま酸素の体積として使えない理由はどれですか。
- 泡の数が違うと、測った時間も違ったはずだから。
- 泡の数が違っても、気体の種類は確かめなくてよいから。
- 泡の大きさや中の気体の種類を測っていないから。
途中の計算・単位・理由・確認答え:
資料：葉の緑色の部分と白い部分を比べる
光を当てた後に青紫色になったのはどこですか。
- 白い部分K。
- 緑色の部分J。
- 緑色のJと白いK。
途中の計算・単位・理由・確認答え:
資料：葉の緑色の部分と白い部分を比べる
この一枚の葉について、記録の範囲で言えるのはどれですか。
- この実験では緑色の部分と白い部分で反応が違った。
- どの種類の葉でも、白い部分では同じ反応が起きる。
- この実験では、緑色と白い部分の構造や働きも共通することが確かめられた。
途中の計算・単位・理由・確認答え:
資料：光と温度が同時に変わる
LとMでそろえられていなかった条件はどれですか。
- 試料の種類と測る時間。
- 試料の種類と温度。
- 光の当たり方と温度。
途中の計算・単位・理由・確認答え:
資料：光と温度が同時に変わる
光の影響を調べ直すには、どの比較が合いますか。
- 光をそろえ、温度と測る時間を変える。
- 温度をそろえ、光の条件を変える。
- 場所による光と温度の違いをそのまま使う。
途中の計算・単位・理由・確認答え:
観察と考え方を講師と確かめる
ここからは講師と確認する記述問題です。自動採点の点数には含みません。
資料：同じ葉で光が当たる部分を比べる
AとBの比較で変えた条件を示し、ヨウ素液の結果から考えられることを書きましょう。
資料：実験前からあったでんぷんを考える
班Cの記録から直接分かることと、実験中にでんぷんができたと考えるために不足する記録を説明しましょう。
資料：二酸化炭素の条件を変える
DとEでそろえた条件と変えた条件を述べ、結果を説明しましょう。
資料：明るい装置と暗い装置の酸素を測る
FとGで酸素がどう変化したかを書き、酸素の増減には光合成と呼吸が関係する理由を説明しましょう。
資料：泡の数を比較に使う
HとIで観察した結果を数で示し、泡の数からだけでは何を測れないか説明しましょう。
資料：光と温度が同時に変わる
LとMの記録で光の影響を分けられない理由を書き、光の条件を比べる組を提案しましょう。
解答: 光合成の条件を対照実験の結果から判断する
光が当たったB。
青紫色の反応は、記録では光が当たったBに見られました。
光が当たるかどうか。
同じ葉の二つの部分を用い、片方で光をさえぎりました。
光を当てた後の葉にでんぷんの反応が出たこと。
この記録にあるのは光を当てた後の反応です。始めの状態と対照の結果は記録されていません。
実験前に、同じ条件で準備した別の葉を調べる。
実験前に準備した葉を調べることで、最初にでんぷんの反応があるか分かります。
二酸化炭素の条件。
光、温度、時間などはそろえ、二酸化炭素の条件を変えました。
二酸化炭素があるDで青紫色の反応が出た。
同じ光の条件でも、記録では二酸化炭素があるDにでんぷんの反応が出ました。
光を当てたFでは増え、暗いGでは減った。
光を当てた装置と暗い装置で、酸素の増減が反対でした。
光合成に加え、酸素を使う呼吸。
光合成で酸素が放出される一方、呼吸では酸素が使われます。増減は両方の働きに関係します。
10
18−8＝10個です。
泡の大きさや中の気体の種類を測っていないから。
泡の数だけでは、気体の体積や種類は分かりません。
緑色の部分J。
記録では、緑色の部分Jにでんぷんの反応が見られました。
この実験では緑色の部分と白い部分で反応が違った。
この葉の二つの部分で違いを見た記録です。どの葉でも同じ結果になるとは判断しません。
光の当たり方と温度。
場所によって明るさと温度の両方が違います。
温度をそろえ、光の条件を変える。
光の影響を知るためには、温度など他の条件をそろえて、光の条件を変えます。
記述問題の解答・確認の観点
資料：同じ葉で光が当たる部分を比べる
AとBの比較で変えた条件を示し、ヨウ素液の結果から考えられることを書きましょう。
同じ葉のAでは光をさえぎり、Bには光を当てました。Bだけ青紫色になったので、この条件では光が当たった部分ででんぷんができたと考えられます。
光が当たる前の記録と、当てた後の二つの部分を比べます。
- 同じ葉で光の当たり方を変えたと示す。
- Bにでんぷんの反応があった記録を、光との関係に結び付ける。
資料：実験前からあったでんぷんを考える
班Cの記録から直接分かることと、実験中にでんぷんができたと考えるために不足する記録を説明しましょう。
光を当てた後の葉に、でんぷんの反応が出たことは分かります。始めにでんぷんがなかったか、光を当てない対照と比べてどうかの記録がありません。
実験後にあることと、その時間にできたことを区別します。
- 実験後にでんぷんが検出されたという観察を示す。
- 実験前のでんぷんの記録や、光を当てない対照が不足すると示す。
資料：二酸化炭素の条件を変える
DとEでそろえた条件と変えた条件を述べ、結果を説明しましょう。
明るさ、温度、時間などをそろえ、二酸化炭素の条件を変えました。この記録では二酸化炭素があるDで青紫色の反応が出て、二酸化炭素を低くしたEでは出ませんでした。
比べたい条件と、それ以外の条件を分けます。
- 二酸化炭素を変え、明るさや温度などをそろえたと示す。
- でんぷんの反応の違いをDとEの二酸化炭素の条件に結び付ける。
資料：明るい装置と暗い装置の酸素を測る
FとGで酸素がどう変化したかを書き、酸素の増減には光合成と呼吸が関係する理由を説明しましょう。
明るいFでは酸素が増え、暗いGでは減りました。光合成では酸素が放出され、呼吸では酸素が使われるため、測った増減には両方の働きが関係します。
測った値は、放出と消費を合わせた結果です。
- Fでは増加、Gでは減少と正しく対応させる。
- 光合成の酸素の放出と呼吸の酸素の消費を区別する。
資料：泡の数を比較に使う
HとIで観察した結果を数で示し、泡の数からだけでは何を測れないか説明しましょう。
1分にHで18個、Iで8個出ました。泡の大きさや気体の種類が分からないので、泡の数だけでは出た酸素の体積を求められません。
泡の個数と気体の体積は別の量です。
- 同じ1分で18個と8個を比較する。
- 体積や気体の種類には別の測定が必要と示す。
資料：光と温度が同時に変わる
LとMの記録で光の影響を分けられない理由を書き、光の条件を比べる組を提案しましょう。
光だけでなく温度も違ったからです。温度、試料の種類と測る時間などをそろえ、光を当てる組と当てない組を比べます。
変えた条件が一つなら、結果との関係を考えやすくなります。
- 明るさと温度が同時に違っていたと示す。
- 温度などをそろえて光の条件を変える比較を提案する。