オオカナダモの光合成
(光を当てた後、ヨウ素液で調べる実験)


 十分に光に当てたオオカナダモの葉を、漂白剤などで脱色し、ヨウ素液をつけてから顕微鏡で観察します。ヨウ素デンプン反応で青紫色になった葉緑体が観察できるはずですが、なかなかうまくいきません。おそらく中学校の実験・観察の中でもっとも難しいのがこの実験ではないかと思います。成功のポイントは「できることは全てやる」と言うことだと思います。


実験のポイント

ア オオカナダモの葉は、大きくてしっかりしたものを使用する。うすい葉は良くない。メダカの水槽に入っているものを使用することもできるが、その場合には①「水槽内の栄養が十分であること」と②「日光が1日に数時間程度当たるようにしておくこと」が必要である。平成26年度は葉の中央の葉脈が赤っぽくなっているものを使用した。

イ 1Lのステンレスバットに10倍にうすめた炭酸水を入れ、その中にオオカナダモを3本入れる。うすめた炭酸水を使用する理由は多くの二酸化炭素を与えるためである。炭酸水はサークルKのStyie ONE(水と炭酸のみ)がよい。

ウ 「お陽さまのLEDスタンド」のLEDライトを使って、丸4日間連続で光を当てる。LEDライトは水面から5cm程度まで近づける。平成26年度は、日曜日の昼12時から光を当て始め、木曜日の4校時に実験した。水槽用蛍光灯でもできるが、水温が上がりやすく、光合成の効率が悪くなる。また、LEDライトを使用する場合でも、水温が全く上がらないわけではないので、一回り大きなバットに水を入れ、その中に上記のステンレスバットを入れるようにして温度の上昇を抑えるようにする。

エ うすめた炭酸水は、4日間毎日、朝と夕に取り替える。

オ 前日に予備実験して一番よかったものを本番の授業で使うようにする。一番よかったもの1本だけ残して、後はバットから出しておく。酸素の泡がよく出ているものがよいと考えがちだが、実際にはそうでもなかったりするので、試してみるのが一番よい。この時点で、いいものが1本もなかったら、あきらめて最初からやり直すしかない。

カ 葉は、4枚ぐらいやると、いいものが1枚はある。各班に4つずつプレパラートを作らせ、顕微鏡で見て、一番いいものをみんなで見るようにすると良い。(平成26年度は4枚ともよかった班が多かった。)

キ 光を当てないものと比較するときは、丸5日以上光を当てないようにする必要がある。丸2日では、葉脈のところが青くなってしまう。丸4日でもわずかに青くなる場合がある。


当日の実験方法

① オオカナダモの葉を90℃の熱湯で6分間加熱する。時々かき混ぜて、葉が浮かばないようにする。お湯はポットで用意し、プラスチック製のマグカップに入れて配るとよい。(加熱しなくても漂白することはできるが、後でヨウ素液につけたときに青紫色にならない。)

② ①の葉を、マイキッチンブリーチを5倍にうすめたもので2分間漂白して白くする。この時も、かき混ぜたほうがよい。かき混ぜないと色がぬけにくい。

③ ②の葉を、ビーカーに入れた300mLの水で30秒間すすぐ。

④ ③の葉をペトリ皿に入れたヨウ素液に1分間つける。スライドガラスにのせ、スポイトでヨウ素液を1滴落としてからカバーガラスをかける。(ヨウ素液は、0.5mol/Lのヨウ素液1mLを水道水でうすめて250mLにしたものを使用する。)

⑤ 葉は、下図右のように、できるだけよく染まったものが観察に適している。真っ黒になったのでよい。下図左は肉眼で見ると結構染まっているように見えるが、顕微鏡で見ると全くダメである。染まり具合は下図のように明かりに透かしてみるとよく分かる。

(下図)十分に光を当てたもの

(下図)光に当てなかったもの

(下図)脱色する前のオオカナダモの葉


その他

1 オオカナダモの葉を加熱する理由は、葉の中のビタミンCをなくすためだと思われる。ビタミンCは強い還元力があり、ヨウ素デンプン反応の色を消してしまうはたらきがある。余談になるが、ジャガイモやカボチャ、ナスなどの野菜の中のデンプンを調べる時も、電子レンジで加熱して、ビタミンCを破壊してからヨウ素液をつけると、反応が分かりやすくなる。

2 漂白剤は、何種類か比較した結果、マイキッチンブリーチがもっとも白くなりやすかった。値段も一番安い。ハイター(衣類用)はまあまあ白くなる。キッチンハイターはあまり白くならなかった。

3 中央の葉脈の所だけが青紫色になる実践を見ることもあるが、光は葉全体に当たっているのだから、葉全体が青紫色になる方がよい。コリウスやゼラニウムの葉を使った光合成の実験との整合性がなくなるからである。 


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