【理科問題演習】BTB溶液を使った光合成の実験

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高校受験理科で頻出の問題を解説します。今日は植物のはたらきで登場する「光合成の実験」に関する問題です。BTB溶液の色の変化や、なぜ色が変わったのか理由までしっかりと押さえてください。

BTB溶液を使った光合成の実験 問題

問題水草のはたらきを調べるために、次の方法で実験を行った。あとの各問いに答えなさい。

①試験管A~Dに水と青色に調節したBTB溶液を入れ、ある気体を吹き込んで緑色にした。
②試験管A、Bにオオカナダモを入れ、試験管A~Dにゴム栓をした。
③試験管B、Dはアルミニウムはくでおおい、日光が当たらないようにした。
④試験管A~Dを一定時間日光が当たる明るい場所に置いたところ、試験管A、BのBTB溶液の色は変化したが、試験管C、Dの色は変化が見られなかった。

BTB溶液を使った光合成の実験

(1)方法①で水の中に吹き込んだ気体は何か。次の中から1つ選べ。
ア 酸素  イ 窒素  ウ 水素  エ 二酸化炭素  オ アンモニア

(2)試験管Aのオオカナダモからは気泡が発生していた。この気体は何か。

(3)試験管AのBTB溶液は、何色に変化したか。

(4)試験管AのBTB溶液の色が(3)のように変化した理由を答えよ。

(5)試験管BのBTB溶液は、何色に変化したか。

(6)試験管BのBTB溶液の色が(5)のように変化した理由を答えよ。

(7)試験管C、Dを用意したのはなぜか。次の文の(  )にあてはまる言葉を答えよ。
試験管A、Bで起こった変化が(     )を確かめるため。

(8)(7)のような実験を何というか。

(9)日光に十分に当てた試験管Aのオオカナダモをとり出し、あたためたエタノールで脱色したあと、ヨウ素液で色の変化を調べると何色になるか。

(10)この実験で、オオカナダモが光合成を行うには何が必要であるとわかるか。2つ答えよ。

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BTB溶液を使った光合成の実験 解答・解説

(1)
二酸化炭素が水に溶けると酸性を示します。BTB溶液が青色のアルカリ性になっているので、酸性になる一歩手前の中性の緑になるまで二酸化炭素を吹き込んでいることがわかります。

二酸化炭素・空気より密度が大きく水に少し溶ける気体。
・水溶液は炭酸水で酸性を示す。
・集め方は、水上置換法か上方置換法。
BTB溶液酸性・中性・アルカリ性で色が変わる指示薬。
酸性黄色
中性緑色
アルカリ性青色

(2)酸素
植物に日光が当たると、光合成を行い酸素が発生します。オオカナダモの茎の切り口から盛んに発生する気体は酸素です。

光合成光合成のしくみ

(3)青色
植物に日光が当たると、二酸化炭素を吸収し光合成を行います。二酸化炭素が水に溶けていたから緑色になっていたBTB溶液ですが、二酸化炭素が吸収されてなくなるので、元の青色の状態に戻ります。

(4)オオカナダモが呼吸よりも光合成を盛んに行い、水に溶けていた二酸化炭素が減少したから。
呼吸は一日中行っていますが、日光が十分に当たると、呼吸より光合成を盛んに行います。呼吸で出す二酸化炭素よりも、光合成で吸収する二酸化炭素の量が多くなるので、水に溶けている二酸化炭素は減少します。

光合成と呼吸の量光合成と呼吸

(5)黄色
植物に日光が当たらないので、呼吸のみを行います。水に溶けている二酸化炭素がさらに増加するので、BTB溶液は酸性の黄色に変化します。

(6)オオカナダモが呼吸のみを行い、水に溶けている二酸化炭素が増加したから。
石灰水で実験を行うと、石灰水が白くにごります。

(7)オオカナダモのはたらきであること
オオカナダモがあるかないかでBTB溶液の色がどう変化するかを調べています。

(8)対照実験
実験の条件を1つだけ変え、結果を比較する実験を対照実験といいます。

(9)青紫色
植物は光合成で、二酸化炭素と水を使ってデンプンを作り出します。したがって、ヨウ素液でデンプンが青紫色に変化します。

(10)二酸化炭素、日光
この実験で分かることは、光合成で二酸化炭素が吸収されたことと、日光が当たると光合成を盛んに行うことです。

光合成の実験問題をもっと演習

光合成や呼吸に関する実験は入試でも頻出です。高校入試や定期テストでよく出題される光合成の実験問題をまとめています。あわせて確認してみてください。

光合成の基本の確認

植物のみが行う、光合成というはたらきは重要です。光合成によって何がつくりだされるのか。どのような条件で光合成が行われているのかをしっかりと確認しましょう。

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