観察16　光合成で使われるCO2

　　　　　2016　6　10（金）、13（月）、14（火）
　　　　　理科室

はじめに
　光合成で出入りする気体は、酸素と二酸化炭素です。本時はそれらのうち、二酸化炭素を確認します。光合成をしてもらうものはタンポポの葉、です。太陽がよく出ている日なら、５分程度で結果を出してくることがあります。

　二酸化炭素が吸収されることを確かめるために、３つの試験管を用意します。これらを比較・対照することで証明するわけです。このような手法を対照実験といいますが、生徒にとって初めてのことになります。本ページは記録写真が少ないので、４年前の『実験２ 光合成で使われる気体（二酸化炭素）１年（2002年）』を使いながら編集します。

　また、オオカナダモとBTB溶液を使う方法もあります。これも面白い実験ですが、目的・方法・実験準備から結果を出すまでに合計80分程度必要なので、週３時間の授業時間では無理を生じます。この方法に興味ある方は17年前の『実験１光合成 １年（1999年）』をご覧ください。

　なお、光合成では酸素がつくられますが、それを証明することは容易ではありません。中学生は『酸素を集めてから火のついた線香を入れる』という方法をとりますが、線香の炎が燃え上がるほど大量に集めることが難しいからです。

図１：本時の授業後風景（クリックすると拡大します）

　図１の机上をみると、オオカナダモとBTB溶液による対照実験セットが置いてあります。生徒に紹介だけしたのだと思います。

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本時の目標 １　対照区をつくる対照実験の考え方について、理解する ２　タンポポの葉と石灰水を使って、光合成でCO2が使われることを証明する ３　BTB溶液の性質について理解する

準　備

生　徒	教　師
筆記用具 教科書 理科便覧 ファイル	本日の学習プリント　（１／人） 試験管　　（３／班） 試験管立て（１／班） ストロー　（１／班） 石灰水　　（20mL／班） タンポポの葉（授業時間内に、生徒に採取させる場合は、よく日光が当たっているタンポポがある場所を確認しておくこと）

授業の流れ
１　本時の授業内容の紹介（１分）

２　光合成における物質の出入りの確認（３分）
　前時『植物の光合成と呼吸』の復習です。

３　二酸化炭素が使われることを証明するための対照実験（12分〜15分）
　図２のように、３つの対象区をつくります。

図２：光合成で、CO2が使われることを証明するための対照実験Ａ・Ｂ・Ｃ

　３つの実験区Ａ〜Ｃのうち、タンポポの葉が光合成をするものは実験区Ｂだけです。それを証明するために、実験区Ａと実験区Ｃをつくります。ＡとＢを比較すれば、タンポポのはたらきが証明できます。ＢとＣを比較すれば、光のはたらき（光合成）が証明できます。

３　実験結果、手順、考察のまとめ（５分〜10分）
　私の授業は検証実験です。初めに、実験目的・理論（仮説）・ 方法や手順・結果・考察のすべてを行います。その後、実際に実験を行い、それら全てを検証します。

図３：実験結果、考察、実験のポイント

図３の実験のポイント『二酸化炭素の性質』は、タンポポの実験セットができてからまとめます。これは、教科書にあるオオカナダモとBTB溶液による実験を説明するためのものです。 １）二酸化炭素は水に溶けやすい ２）二酸化炭素が溶けた水を炭酸水（溶液）という ３）炭酸水から出る泡は、二酸化炭素（CO2） ４）炭酸水は酸っぱい ５）炭酸水は、ストローで水に息を吹き込むだけでできる ６）炭酸水に石灰水を入れると、白くにごる ７）炭酸水にBTB溶液を入れると、黄色になる ８）炭酸水から二酸化炭素がなくなると、BTB溶液を入れた水は緑色になる

４　生徒実験（20分〜25分）
　画像記録がないので、 ４年前の『実験２ 光合成で使われる気体（二酸化炭素）１年（2002年）』を再編します。

以下は実験２ 光合成で使われる気体（二酸化炭素）１年（2002年）の再編です。 手　順 １）タンポポの葉を校庭から採取する ２）試験管Ａ、Ｂに二酸化炭素を吹き込む 図４：試験管に息（二酸化炭素）を吹き込む様子 ３）試験管Ａにタンポポの葉を入れる ４）試験管Ａ、Ｂにセロテープでふたをする ５）それらを直射日光の当たる場所に置く ６）20〜30分そのままにする 図５：試験管Ａ、Ｂ ７）試験管Ａ、Ｂに少量の石灰水を入れる ８）よく振って、二酸化炭素の有無を調べる 図６：左は試験管Ａ、右は試験管Ｂ ※対象区Ｃは行っていませんが簡単で重要です。同時に行ってください。

５　オオカナダモとBTB溶液による実験、について（３分〜10分）
　前述の内容を学習・指導します。BTBの実演をすると盛り上がります。ただし、やりすぎると本時の目的が薄れてしまうので注意してください。

６　本時の感想・考察（５分）

図７：Ｂ組の板書（クリックすると拡大します）

図８：Ｃ組の板書（クリックすると拡大します）

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授業を終えて
　タンポポの葉が取り出せなくなることがあるので、注意してください。無理に取り出そうとして割ってしまう生徒もいます。

　また、植物を長時間直射日光に当てると温度が上がり、元気がなくなります。光合成量も低下します。予備実験を行うことをお勧めしますが、太陽の条件が一番大切です。タンポポは直射日光を好みますが、植物の種類によっては嫌うものもあります。その中間もあります。

関連ページ
実験２　光合成で使われる気体（二酸化炭素）１年（2002年）
実験１　光合成 １年（1999年）

実践ビジュアル教科書『中学理科の生物学』

第２章 細胞の構造とはたらき

動物細胞と植物細胞の比較 　核は生物の設計図 　リボソームは有機物を合成する 　核とリボソームがつくる物質 　ブドウ糖をつくる葉緑体（光合成）　 　植物の２つの同化作用 　代謝（異化と同化）のまとめ

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