Kurkistimme fotosynteesin ’tapahtumapaikalle’！ — Etsimässä tärkkelystä vesikasvin lehdistä mikroskoopilla
Tässä puhuu Science Trainer Ken Kuwako. Jokainen päivä on uusi koe.
Kasvit valmistavat tärkkelystä valon avulla. Näin oppikirjoissa sanotaan – mutta oletko koskaan miettinyt, tapahtuuko se oikeasti? Tällä kertaa päätimme tarkistaa asian omin silmin. Kun mikroskoopin alla lehden pienet hiukkaset värjäytyivät syvänmustiksi, tuli väkisinkin sanottua ääneen: “Vau!”
Tarvittavat välineet
Mikroskooppi, vesirutto (Elodea), objektilasi, peitinlasi, pinsetit, jodiliuos, sähkökattila, valo
Kokeen valmistelu – “valoa saanut lehti” ja “pimeässä ollut lehti”
Kokeessa valmisteltiin kaksi erilaista lehteä eri olosuhteissa. Vesirutto kerättiin noin puolitoista päivää ennen koetta. Osa lehdistä pidettiin täysin pimeässä 1,5 vuorokauden ajan.
Tavoitteena oli saada kasvi käyttämään mahdollisimman paljon lehtiin jo varastoitunutta tärkkelystä pois.
Lehdet pidettiin hyllyn sisällä täysin valolta suojattuina.
Toiselle ryhmälle taas annettiin keinovaloa 1,5 päivän ajan, jotta yhteyttäminen kävisi täydellä teholla. Juuri tämä ero – valo vai ei valoa – on koko kokeen ydin. Käytimme seuraavaa lamppua: (kasvivalo(amazon)）
Tämä valo on suunniteltu erityisesti kasvien yhteyttämiseen. Ohjekirjoissa mainitaan, että erityisesti infrapunaa eli pitkäaaltoista valoa kannattaa käyttää. Mutta miksi juuri pitkä aallonpituus toimii paremmin?
Yhteyttämisessä toimii itse asiassa kaksi erillistä järjestelmää: fotosysteemi I ja fotosysteemi II. Ne reagoivat hieman eri aallonpituuksiin. Erityisesti kaukopunainen valo (noin 700 nm) aktivoi tehokkaasti fotosysteemi I:tä.
Onko tämä ominaisuus erityinen juuri vesirutolle vai päteekö se yleisesti kasveihin? Jos tiedät asiasta enemmän, kerro ihmeessä!
Lehtien keittäminen – miksi ihmeessä niitä keitetään?
Valmistellut lehdet keitettiin sähkökattilassa viiden minuutin ajan. Tästä kattilasta on tullut todellinen laboratoriotähti.
Jos mietit “miksi niitä pitää keittää?”, hyvä kysymys.
Keittäminen rikkoo lehtien soluja, jolloin jodiliuos pääsee tunkeutumaan paremmin niiden sisään. Samalla lehdet pehmenevät ja niitä on helpompi tarkastella mikroskoopilla.
Käytimme kahta alumiinirasiaa: toiseen laitettiin valoa saaneet lehdet ja toiseen pimeässä olleet lehdet, jotta ne eivät menisi sekaisin.
Jodiliuos paljastaa tärkkelyksen sijainnin
Keitetty lehti nostettiin pinseteillä objektilasille ja ylimääräinen vesi kuivattiin talouspaperilla. Sen jälkeen lehden päälle tiputettiin jodiliuosta ja odotettiin noin minuutti.
Tämän jälkeen asetettiin peitinlasi ja tutkittiin näytettä mikroskoopilla.
Jodiliuos muuttuu sinivioletiksi tai mustaksi reagoidessaan tärkkelyksen kanssa. Tätä kutsutaan jodi-tärkkelysreaktioksi. Toisin sanoen: mustaksi värjäytyneissä kohdissa on tärkkelystä.
Ensin tarkastelimme lehteä ilman jodiliuosta.
Kun kuvaa suurennettiin…
…näkyvissä olevat viherhiukkaset eivät olleet värjäytyneet.
Seuraavaksi tarkastelimme jodiliuoksella käsiteltyä lehteä. Tämä yksilö oli ollut pimeässä.
Ehkä hieman väriä näkyy?
Ja sitten vuorossa olivat jatkuvasti valoa saaneet lehdet.
Suurennettuna näky oli selvä:
Mustiksi värjäytyneet kohdat ovat viherhiukkasia eli kloroplasteja lehtisolujen sisällä. Juuri siellä yhteyttäminen tapahtuu.
Verrataanpa näitä kahta rinnakkain.
Kloroplastien värjäytymisessä näkyy selvä ero.
Kloroplastit ovat pieniä vihreitä rakenteita, joita löytyy vain kasvisoluista. Niissä valoenergiaa käytetään veden ja hiilidioksidin muuttamiseen tärkkelykseksi ja hapeksi.
Tässä kokeessa vain valoa saaneiden lehtien kloroplastit värjäytyivät mustiksi jodiliuoksella. Pimeässä pidetyt lehdet eivät juuri värjäytyneet lainkaan.
Toisin sanoen: pystyimme näkemään omin silmin, että yhteyttäminen tapahtuu todella kloroplasteissa.
Ne pienet mustat pisteet mikroskoopin alla näyttävät vaatimattomilta, mutta niiden sisällä valmistuu lähes kaiken maapallon elämän energian lähde. Myös meidän syömämme riisin ja leivän tärkkelys on alun perin kasvien yhteyttämisen tuotetta.
Kloroplastit ovat kuin pieniä tehtaita, jotka pitävät koko planeetan elossa.
Jos saat joskus mahdollisuuden, kurkista itsekin mikroskoopilla “yhteyttämisen työmaalle”.
Yhteydenotot ja yhteistyö
Tiede kuuluu kaikille! Sivustolta löytyy paljon hauskoja kotona tehtäviä tiedekokeita ja helposti ymmärrettäviä vinkkejä niiden toteuttamiseen. Käy tutkimassa lisää!
・Tiedesisällöistä on julkaistu myös kirja. Lisätietoja täältä
・Lisää Ken Kuwakosta täällä
・Yhteistyöpyynnöt (kirjoitukset, luennot, tiedetyöpajat, TV-valvonta, esiintymiset jne.) täältä
・Uusimmat artikkelit löytyvät myös X:stä!
科学のネタチャンネル julkaisee jatkuvasti uusia tiedekokeiden videoita!
Ehdotus artikkelin uudeksi otsikoksi
５月のイチオシ実験！
キーンと冷えるドライアイス！気温が上がってくるこの時期・ドライアイスを使った昇華・凝結・等速度直線運動の実験はいかが？
液体ゼロ！ドライアイスが消えるまでの３時間を科学する（昇華・凝結・等速度直線運動）
テレビ番組監修・イベント等のお知らせ
- 4月30日（木）「THE突破ファイル」（日本テレビ）の科学監修を担当しました。
- 5月8日（金）理科教育ニュースを担当しました。
- 6月14日（日） 千葉大学インスタレーション「探究」にて講師を務めます
- 6月26日（金） 千葉大学の公開研究会（中学理科について授業公開予定）
- 7月18日（土） 教員向け実験講習会「ナリカカサイエンスアカデミー」の講師をします。お会いしましょう。
書籍のお知らせ
- 『大人のための高校物理復習帳』（講談社）…一般向けに日常の物理について公式を元に紐解きました。特設サイトでは実験を多数紹介しています。※増刷がかかり６刷となりました（2026/02/01）
- 『きめる!共通テスト 物理基礎 改訂版』（学研）… 高校物理の参考書です。イラストを多くしてイメージが持てるように描きました。授業についていけない、物理が苦手、そんな生徒におすすめです。特設サイトはこちら。
各種SNS（更新情報をお届け！）
X(Twitter)／instagram／Facebook（日本語）
Explore
- 楽しい実験…お子さんと一緒に夢中になれるイチオシの科学実験を多数紹介しています。また、高校物理の理解を深めるための動画教材も用意しました。
- 理科の教材… 理科教師をバックアップ！授業の質を高め、準備を効率化するための選りすぐりの教材を紹介しています。
- Youtube…科学実験等の動画を配信しています。
- 科学ラジオ …科学トピックをほぼ毎日配信中！AI技術を駆使して作成した「耳で楽しむ科学」をお届けします。
- 講演 …全国各地で実験講習会・サイエンスショー等を行っています。
- About …「科学のネタ帳」のコンセプトや、運営者である桑子研のプロフィール・想いをまとめています。
- お問い合わせ …実験教室のご依頼、執筆・講演の相談、科学監修等はこちらのフォームからお寄せください。
