未知の植物資料を物質収支モデルで解こう

このレッスンの役割

このセクションの最後に、明暗、湿度、CO₂濃度、質量変化を組み合わせた初見資料を解きます。

目標は、各データを光合成・呼吸・蒸散へ対応させ、正味と内部反応を分け、植物全体の物質の流れを根拠付きで記述することです。

知る・理解する

未知資料は次の順で整理します。

1. 装置内に植物があるか、植物なしの対照があるかを見る。
2. 明暗、温度、湿度、風、時間、葉面積を確認する。
3. 水・CO₂・O₂のどれを測ったかを分ける。
4. 必要なら1時間、葉面積100 cm²当たりなどへそろえる。
5. 暗所の気体変化を呼吸、対照を引いた質量減少を蒸散へ対応させる。
6. 明所の値は光合成と呼吸の正味として式にする。
7. 資料が直接示す範囲だけを、数値と仕組みで説明する。

具体例で使う

葉面積が同じ植物を2時間調べました。明所AではCO₂が10 mg減り、質量は18 g減りました。暗所BではCO₂が4 mg増え、質量は10 g減りました。植物なしの鉢はどちらも2 g減りました。温度は同じです。

1時間当たりでは、呼吸によるCO₂放出は4÷2＝2 mgです。明所の正味吸収は10÷2＝5 mgなので、同条件とみなせる範囲で光合成のCO₂使用は5＋2＝7 mg/時です。蒸散はAが(18−2)÷2＝8 g/時、Bが(10−2)÷2＝4 g/時です。

結論は「明所Aでは呼吸と同時に、それを上回る光合成が行われ、正味5 mg/時のCO₂吸収となった。また対照を引いた水の減少は暗所Bより4 g/時大きく、明所条件で蒸散も大きかった」と書けます。

誤答を直して次の学びへつなげる

明所と暗所で温度や葉面積まで違えば、暗所の呼吸量をそのまま明所へ足せません。計算できるのは、比較条件がそろっている範囲です。

また「明るいから蒸散が増えた」と光だけを原因に断定する前に、温度や気孔の状態を確認します。次の「植物の体と働きの入試総合」では、どの技能を選ぶか自分で判断してコース全体を統合します。

自分で確かめよう

クイズと理解チェックは、アプリで挑戦できます。