曇りの日でも成功！オオカナダモを使った光合成実験の準備から手順まで
サイエンストレーナーの桑子研です。毎日が実験。
光合成のしくみを実感できる定番実験、「オオカナダモとBTB液による光合成の観察」を行いました。今回は授業内で確実に変化を観察するために、実際に試してみた工夫や、準備で気をつけたいポイントについてまとめます。実験の流れ自体はシンプルですが、事前準備や時間配分を間違えると、授業内で結果が出ない可能性があるため、注意が必要です。授業で成功させるために、事前に試しておくことを強くおすすめします！
実験の準備
• オオカナダモ（元気なものを用意） • BTB溶液（薄めずそのまま使えるものがおすすめ） • ビーカー • 試験管 4本（ア～エ） • アルミホイル • 植物育成用LEDライト（できれば高出力） • 暗室または遮光できる箱
事前準備
オオカナダモを前日から暗室に置きいておく（前処理なしだと、もともと光合成が進んでいる可能性があるため）。BTB液を準備し、使いやすいようにスポイトやピペットも用意。ライトの位置や強さをテストしておく（市販ライトだと時間がかかる場合あり）。
実験手順
1. ビーカーにBTB液を2〜3滴入れ、水道水を加えます。
2. ストローなどで息を吹き込み、BTB液を黄色にします。（呼気中の二酸化炭素が水に溶け、酸性になって黄色くなります。）
3. 黄色くなったBTB液を4本の試験管（ア〜エ）に分けて入れます。
- 試験管ア：BTB液＋オオカナダモ
- 試験管イ：BTB液のみ（オオカナダモなし）
- 試験管ウ：BTB液＋オオカナダモ＋アルミホイルで遮光
- 試験管エ：BTB液のみ＋アルミホイルで遮光
5. 日光または植物育成ライトで20分程度照射。（※曇天時はライトで代用可。ただし効果は弱いので長めに！）
6. 30分後に色の変化を観察します。
実験結果とポイント
最初の30分ではほとんど変化が見られませんでした。植物ライトの出力がやや弱かったため、そのまま2時間照射を続行。
→ すると、試験管ア（オオカナダモ入り）だけが青緑色に変化しました！（青緑色は光合成によって二酸化炭素が減少し、水溶液がアルカリ性に傾いた証拠です）
左が実験前 右が実験後
また、オオカナダモの葉の周りには気泡が見られました。
これは酸素の発生を示しており、光合成が確かに行われたことを裏付けています。アルミホイルで遮光した試験管（ウ、エ）は、変化なし。これも光がないと光合成が進まないことをしっかり示してくれました。
実験を成功させるためのコツまとめ
• BTB液はやや濃いめ（教科書例よりも）にしておくと、色変化がわかりやすい。
• 曇りの日用に、強めの植物ライトを用意しておく。
• オオカナダモは必ず暗処理しておく。
• 時間に余裕を持って、2時間前後の照射を見込む。
• 気泡観察用にルーペを用意しても◎
この実験は「呼吸と光合成の違い」や「光の必要性」を実感でき、条件制御について考えることのできる良い教材です。準備をしっかり整えれば、生徒たちからも「色が変わった！」「泡が出た！」とリアクションが起こり、理科への興味を引き出すきっかけにもなります。
石灰水を使った場合
次にBTBではなく、石灰水を使った場合について紹介します。
試験管に呼気を２０秒ほどいれたものを４本用意して、AとCには外にあったイヌムギの葉を、BとDはそのままにして、CとDについてはアルミ箔を被せて光を遮ってみました。これを太陽のもので２０分間おいておいて、その後観察をしてみました。その様子がこちらです。
左からA・B・C・Dです。
イヌムギが入っているとみにくいので、出してみました。するとこのような感じです。
いかがでしょうか。左側がにごりがうすくて、右３本は濁っている様子がわかりますね。写真だとちょっとAとCの違いが少しわかりにくいですが、肉眼でみると、結構な違いがありました。大日本図書の教科書で、実験結果例では次のようになっていました。
『理科の世界２』（大日本図書）（令和３年２月１日） P100 より引用
Cが結構にごるはずなのですが、これについてはもしかしたら２０分以上そとに置いておくと良かったのかもしれないなと思っています。
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