オオカナダモのヨウ素デンプン反応

☆光合成しているはずなのに、青紫色にならない

「光に十分に当て、酸素と思われる泡が出ている」

「そのオオカナダモを脱色してヨウ素液をかけて顕微鏡で見ても、褐色の世界が広がるだけ。」

実は、なかなか青紫色の葉緑体は見えません。

アオミドロなどの植物プランクトンで実験する方法がありますが、

やはり葉の形をした物でも確かめたいものです。

そこで、いろいろ対策を考えてみることにしました。

　

☆オオカナダモの準備　
　　　

◎光合成に必要な二酸化炭素を用意します

• １％の炭酸水素ナトリウム水溶液を用意します。（水道水500mLに炭酸水素ナトリウム5g）
• オオカナダモは、ペットショップで購入しました。（野生の物でも大丈夫でしょう）
• ペットボトルにオオカナダモと１％炭酸水素ナトリウム水溶液を入れてふたをします。 
    　（炭酸水素ナトリウムを水に溶かすことによって、水中のCO3^2- が多くなります。）　
• 密封することで、二酸化炭素が逃げずオオカナダモに吸収されやすくなります。

オオカナダモをセットした様子

◎光を当てます

• ある程度光の当たる窓際がよいようです。（水温が高くなると光合成の勢いが弱くなるようです）[参考文献（１）]
• 本HPの実験では、光源として、顕微鏡照明用の蛍光灯と自作LED光源を使いました。
  　また、光を当てる時間は昼間の６時間としました。
• 最初はペットボトルの壁面に二酸化炭素の泡が出てきます。
  
  ・自作LED光源の様子
  
  波長660nmの赤色LED (OSR7CA5111A) と、波長470nmの青色LED(OSUB5111AｰST)を8：1で照射する光源装置です。
  点灯した様子
  
  　消灯時
  
  　基板裏（赤LEDは4つ直列、青LEDは３つ直列でつないであります。
  
  9V出力のACアダプタを電源に使用し、各LEDに約11mA流しています。
  
  上記写真の光源装置の回路図
  

◎葉を脱色・処理します

• オオカナダモの先端の葉がよいようですが、光がよく当たっていれば、真ん中あたりの葉でも大丈夫です。
• 以前は湯煎したエタノールで脱色していましたが、熱湯による脱色でも十分です。
  （エタノールで湯煎するとデンプンが細胞外に流れ出る可能性があります）
• ヨウ素液は、0.1mol/lの市販品を水道水で半分の濃度に薄めた物を使用しました。[参考文献(1)(2)]

脱色・ヨウ素液で処理したオオカナダモの葉

（肉眼でも葉の先端と外側が青紫色になっていることがわかります）

 

• 炭酸水素ナトリウム水溶液は弱アルカリ性ですが、オオカナダモの細胞を少しずつ溶かしていきます。
• ペットボトルに入れて４日目には、水溶液がにごり始めます。オオカナダモを取り出すと手で触っただけで崩れてしまいます。
• この実験で使ったオオカナダモを他の実験で使用する場合は、１日以上炭酸水素ナトリウム水溶液につけない方がよいでしょう。
• しかし、その状態でもデンプンは残っており、観察はできます。

炭酸水素ナトリウム水溶液に４日つけたオオカナダモをヨウ素液で染めました。
（脱色せずそのままの葉に市販のヨウ素液を２倍に薄めた物を使用）

参考：水道水を入れたペットボトルに４日間つけたオオカナダモ
（脱色せずそのままの葉に市販のヨウ素液を２倍に薄めた物を使用）
真ん中の一部が青紫色になっているだけで、観察に適しません。

☆脱色については、色を抜くというより、エタノールや熱湯による処理で
オオカナダモの細胞壁が柔らかくなることが重要なのかもしれません。
細胞壁が柔らかくなることでヨウ素液が中にしみこみやすくなります。

炭酸水素ナトリウム水溶液で柔らかくなった葉の葉緑体は脱色なしで青紫色になっています。

☆炭酸水を使う方法

　　　◎炭酸水素ナトリウム水溶液以外にも、市販の炭酸水（糖分のない炭酸のみのもの）でも試してみました。

光照射や、熱湯につける方法、ヨウ素液の濃度は炭酸水素ナトリウム水溶液の実験と同じ条件にしました。

　光照射６時間後

左から１％炭酸水素ナトリウム水溶液、水道水、炭酸水を半分に薄めたもの、炭酸水素のまま　です。一番左の炭酸水のオオカナダモは白くなってきています。オオカナダモは酸性の環境には適さないようです。（参考文献３）

炭酸水そのままの場合（原形質分離しています）

炭酸水を水道水で半分に薄めた場合（少し原形質分離しています）

• 二酸化炭素を供給するには、炭酸水でも可能ですが、オオカナダモの寿命は炭酸水素ナトリウム水溶液中よりも短くなるようです。（ほぼ1日で白くなってきました）

☆その他

• 炭酸水素ナトリウムを水に溶かす方法はオオカナダモが酸素を発生させる実験にも応用できます。
• オオカナダモは高温になると光合成が盛んでなくなるそうです。（直射日光より蛍光灯）（参考文献３）

• ヨウ素液は、4倍に薄めた方が良いという報告もありますが、本実験では、4倍では青紫色にならず、2倍に薄めた物が一番良い結果になる場合もありましたが、
  ヨウ素液は8倍程度に薄めた物から試し、染まらない場合は濃い物にしていく方がよいようです。

• 葉緑体が青紫色に染まる鮮やかさでは、オオカナダモよりアオミドロやヒザオリのような植物プランクトンの方が上です。しかし「葉」でこの観察を成功させたいという気持ちは大切でしょう。

ヨウ素液で染める前
ヨウ素液（市販を6倍希釈）で染色

☆参考文献

１）　光合成と葉緑体について調べよう（リンク切れ）
http://www.edu.pref.kagoshima.jp/kari/rika/tyuugaku2/kyouzai/01page/page13.htm

２）　OKWave　オオカナダモの光合成の実験
http://okwave.jp/qa888016.html(リンク切れ）

３）　水草水槽.com　オオカナダモの育て方
http://mizukusasuisou.com/hinshu24

←戻る