Onnistuu pilviselläkin säällä！ Täydellinen opas fotosynteesin kokeiluun vesirutan ja rölliheinän avulla

Täällä kirjoittaa Science Trainer Kuwako Ken. Jokainen päivä on täynnä kokeita.

Hetki, jolloin veden väri alkaa hiljalleen muuttua, saa oppilaiden silmät loistamaan. “Hei, se muuttui!” — juuri sitä hetkeä varten luonnontieteiden kokeita tehdään. Tällä kertaa käyn läpi käytännön vinkit ja valmistelut, joilla yläkoulun klassikkokoe “yhteyttäminen vesiruton ja BTB-liuoksen avulla” onnistuu varmasti myös oikeassa opetustilanteessa. Vaikka koe näyttää yksinkertaiselta, lopputulos riippuu yllättävän paljon valmisteluista.

Kokeen valmistelu

・Vesiruttoa (mielellään hyväkuntoista)
・BTB-liuosta (sellainen, jota voi käyttää laimentamatta, on kätevä)
・Dekantterilasi
・4 koeputkea (A–D)
・Alumiinifoliota
・Kasvivalaisin LED-valolla (mielellään tehokas)
・Pimeä tila tai laatikko, jolla valo voidaan estää

Ennakkovalmistelut

Laita vesirutto pimeään jo edellisenä päivänä (ilman tätä esikäsittelyä kasvi saattaa olla jo valmiiksi yhteyttämässä). Valmistele myös BTB-liuos sekä pipetit tai tiputtimet käyttöä varten. Lisäksi kannattaa testata lampun sijainti ja valoteho etukäteen, sillä tavalliset kaupalliset valot voivat olla melko heikkoja.

Kokeen kulku

Lisää dekantterilasiin 2–3 tippaa BTB-liuosta ja kaada mukaan vesijohtovettä. Puhalla liuokseen pillillä tai vastaavalla, kunnes BTB muuttuu keltaiseksi.

Sinisestä…

…keltaiseksi

Uloshengityksessä on hiilidioksidia. Kun se liukenee veteen, muodostuu hiilihappoa, jolloin neste muuttuu happamammaksi ja BTB muuttuu keltaiseksi. Jaa tämän jälkeen keltainen BTB-liuos neljään koeputkeen (A–D).

• Koeputki A: BTB-liuos + vesirutto
• Koeputki B: Vain BTB-liuos (ei vesiruttoa)
• Koeputki C: BTB-liuos + vesirutto + valolta suojattu alumiinifoliolla
• Koeputki D: Vain BTB-liuos + valolta suojattu alumiinifoliolla

Vasemmalta oikealle: koeputket A, B, C ja D.

Altista koeputket auringonvalolle tai kasvivalolle noin 20 minuutiksi. Pilvisellä säällä kasvivalo toimii korvikkeena, mutta koska vaikutus on heikompi, valaistusaikaa kannattaa pidentää.

Tarkkaile värimuutoksia noin kahden tunnin kuluttua.

Kokeen tulokset ja tärkeät huomiot

Ensimmäisen 30 minuutin aikana muutoksia ei juuri näkynyt. Koska kasvivalon teho oli hieman heikko, annoimme valaistuksen jatkua yhteensä kaksi tuntia. Lopulta vain koeputki A (vesirutto mukana) muuttui sinivihreäksi!

Sinivihreä väri kertoo siitä, että yhteyttäminen kulutti vedestä hiilidioksidia ja neste muuttui emäksisemmäksi. BTB-liuos muuttuu emäksisessä siniseksi, neutraalissa vihreäksi ja happamassa keltaiseksi. Väri siis tekee näkyväksi sen, että kasvi todella käytti hiilidioksidia.

Lisäksi vesiruton lehtien ympärillä näkyi pieniä kuplia.

Nämä kuplat ovat yhteyttämisessä syntynyttä happea.

Kasvit käyttävät hiilidioksidia ja vettä ja valmistavat valon energian avulla sokeria ja happea. Juuri tämä reaktio tapahtui silmiemme edessä. Kun ajattelee, että hengittämämme happi on kasvien miljardien vuosien aikana tuottamaa, nuo pienet kuplat alkavat näyttää yllättävänkin vaikuttavilta.

Alumiinifoliolla peitetyt koeputket (C ja D) eivät muuttuneet lainkaan. Ilman valoa yhteyttäminen ei etene — myös tämän koe osoitti selvästi. Kokeen hienous on siinä, että vain yhtä ehtoa muuttamalla voidaan nähdä ero silmin. Näin oppilaat pääsevät konkreettisesti kokemaan kontrolloidun kokeen idean.

Vinkit onnistuneeseen kokeeseen

• BTB-liuos kannattaa tehdä hieman tavallista vahvemmaksi, jotta värimuutokset näkyvät paremmin.
• Pilvisten päivien varalle kannattaa hankkia tehokas kasvivalo.
• Vesirutto täytyy pitää pimeässä jo edellisenä päivänä.
• Varaa riittävästi aikaa — noin kahden tunnin valaistus toimii turvallisesti.
• Suurennuslasi tekee kuplien tarkkailusta vielä hauskempaa.
• Entä jos käytetään kalkkivettä?

Seuraavaksi katsotaan, mitä tapahtuu, kun BTB-liuoksen sijaan käytetään kalkkivettä.

Neljä koeputkea valmisteltiin puhaltamalla niihin uloshengitystä noin 20 sekunnin ajan. Koeputkiin A ja C lisättiin ulkoa kerättyjä heinänlehtiä, kun taas B ja D jätettiin sellaisiksi kuin ne olivat. C ja D peitettiin alumiinifoliolla valon estämiseksi. Putkia pidettiin auringossa 20 minuuttia.

Kalkkivesi muuttuu sameaksi reagoidessaan hiilidioksidin kanssa. Jos yhteyttäminen siis vähentää hiilidioksidia, sameuden pitäisi vähentyä. Vasemmalta oikealle: A, B, C ja D.

Koska heinät vaikeuttivat näkemistä, ne poistettiin myöhemmin.

Vasemmanpuoleinen koeputki (A) on selvästi kirkkaampi, kun taas kolme oikeanpuoleista ovat sameita. Kuvassa ero A:n ja C:n välillä ei näy kovin hyvin, mutta paljaalla silmällä ero oli paljon selvempi. Oppikirjassa 『理科の世界２』 esimerkki näyttää tältä:

Lainattu kirjasta 『理科の世界２』（大日本図書）（1.2.2021） P100

Oppikirjan esimerkissä koeputki C sameutuu enemmän kuin tässä kokeessa. Todennäköisesti pidempi aika ulkona olisi tehnyt erosta selvemmän.

BTB-liuoksen ja kalkkiveden vertailu tekee yhteyttämisen havainnoinnista paljon kiinnostavampaa. Kahden erilaisen indikaattorin käyttäminen tarjoaa useita etuja.

1. Hiilidioksidin väheneminen voidaan todistaa kahdella eri tavalla

BTB näyttää muutoksen värinä (keltainen → sinivihreä), kun taas kalkkivesi näyttää sen sameuden vähenemisenä. Kun sama ilmiö näkyy kahdella eri tavalla, oppilaat ymmärtävät paremmin, ettei kyse ole sattumasta vaan aidosta tieteellisestä havainnosta. Samalla opitaan luonnollisesti myös tieteen tärkeää periaatetta: tulosten toistettavuutta ja monipuolista varmistamista.

2. Visuaalinen vaikutelma jää paremmin mieleen

BTB:n värimuutos ja kalkkiveden kirkastuminen näyttävät täysin erilaisilta ilmiöiltä. Kun oppilaat näkevät molemmat, kokemus jää paremmin mieleen ja kiinnostus luonnontieteisiin kasvaa.

3. Koe on helppo laajentaa vertailututkimuksiksi

Tässä artikkelissa BTB-liuoksessa käytettiin vesiruttoa ja kalkkivedessä heinää. Kun kasvilajeja tai indikaattoreita vaihdetaan, voidaan pohtia esimerkiksi sitä, yhteyttävätkö eri kasvit eri tehokkuudella.

Yhteenvetona voi sanoa, että molempien kokeiden tekeminen auttaa ymmärtämään saman ilmiön tarkemmin, syvemmin ja hauskemmin. Jos oppitunnilla on aikaa, kannattaa ehdottomasti kokeilla molempia. Tämä koe on yksi yläkoulun luonnontieteiden parhaista kokonaisuuksista, sillä samalla voidaan oppia hengityksen ja yhteyttämisen eroista, valon merkityksestä sekä kontrolloidusta kokeesta. Kun valmistelut tehdään huolella, myös oppilaat pääsevät kokemaan sen hienon hetken, kun nesteen väri muuttuu heidän silmiensä edessä!

Yhteydenotot ja yhteistyöpyynnöt

Tieteen ihmeet lähemmäksi arkea! Sivustolta löytyy helposti ymmärrettäviä ja hauskoja kotona tehtäviä tiedekokeita sekä vinkkejä niiden toteuttamiseen. Käy tutkimassa lisää!

・Lisätietoa ylläpitäjästä Kuwako Kenistä täältä
・Erilaiset yhteistyöpyynnöt (kirjoitukset, luennot, tiedetyöpajat, TV-asiantuntijatyö, esiintymiset jne.) täältä
・Uusimmat artikkelit löytyvät myös X:stä!

Science Idea Channel julkaisee myös kokeiden videoita!

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）

BlueSky／Threads（英語）

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。