条件を比べるにはどうしたらいいの?

1.植物が発芽はつがする条件じょうけんを調べるには

 植物は、水や空気がないと育たないのではないかと考える人も多いと思います。ここではたね発芽はつがするには何が必要ひつようか、実験じっけんで明らかにする方法をしょうかいします。植物がを出す条件じょうけんは、3つあります。水、空気、温度です。そうです、日光が入っていません。日光がなくてもみなさんが大好きなピーマンやナスは発芽はつがします。「ピーマンとナスきらいだし〜」と思った人、まさかいませんよね?では、ここからまじめなお話をします。

 水、空気、温度という3つの条件じょうけんが、本当に発芽はつが必要ひつようか調べるためにはどうしたらよいでしょうか。そのためには、調べたい条件じょうけんがあるときとないときでくらべて実験じっけんを行います。それを対照実験(たいしょうじっけん)といいます。

2.水のれい

 対照実験たいしょうじっけんとは、ある条件じょうけんのはたらきを調べるために、他の条件じょうけんはまったく同じにして、その条件じょうけんだけを取りのぞく実験じっけんのことです。その条件じょうけんがあるときには発芽はつがして、ないときに発芽はつがしないとしたら、その条件じょうけん発芽はつが必要ひつようだということがわかります。

 発芽はつがに水が必要ひつようかどうかを調べるために、水があるときとないときでくらべる実験じっけんをしたとします(図1)。1つは、ぬれただっしめんに種を入れ、もう1つは、かわいただっしめんに入れます。もしかわいただっしめんで種が育たなかったら、水は発芽はつが必要ひつようであることが分かります。これをまとめると表1のようになります。

図1 条件じょうけんごとの種の変化へんか
条件じょうけん結果けっか
水あり種が発芽はつがした
水なし種が発芽はつがしなかった
表1 くらべたい条件じょうけんが1つのときの表のまとめ方

3.1つの条件じょうけんだけをえなかったらどうなる?

 では、次の場合はどうでしょうか。かわいただっしめんとぬれただっしめんを用意します。かわいただっしめんは15℃の冷蔵庫れいぞうこに、ぬれただっしめんは、日の当たる場所にそれぞれきました。そうすると、ぬれただっしめんだけ発芽はつがしました。そのとき、発芽はつがした理由はなんでしょうか。「だっしめんがぬれているから」、「日光に当たったから」、「温度があたたかいから」、いったいどれが発芽はつが必要ひつようなことでしょうか。そうです、条件じょうけんが多すぎて、何が植物の発芽はつが必要ひつようだったのか決めることができません。発芽はつがしたのは水があってあたたかいところ、発芽はつがしなかったのは水がなくてつめたいところでした。本当はぬれていることが大事なのですが、水と温度の両方がともにちがっていると、どちらが大事な条件じょうけんなのか決めることができません。だから、条件じょうけんが1つだけちがうように実験じっけん準備じゅんびをしなければいけないのです。

4.2つ以上いじょう条件じょうけんくらべたいとき

 これまでは、1つの条件じょうけんだけをえてくらべるのが大事だと言いました。しかし、2つ以上いじょう条件じょうけん関係かんけいすることもあるので、1つだけしか調べられないのはこまります。たとえば、水があって、さらにあたたかいときにだけ発芽はつがするとしたら、水と温度の両方を調べないといけません。そこで役に立つのが、すべての組み合わせを用意するという方法です。大事なのは、組み合わせすべてを用意することです。ですから、たとえば「あたたかくて水がある」、「あたたかくて水がない」、「つめたくて水がある」という3つの組み合わせだけを用意したのでは、実験結果じっけんけっかを正しく読み取ることができません。すべての組み合わせをしっかりともれなく用意するには、表をかくといいでしょう。そのれいを表2にしめします。この表2のようにまとめると、条件じょうけんのちがいを簡単かんたん見比みくらべることができます。

 水あり水なし
空気あり発芽はつがした発芽はつがしなかった
空気なし発芽はつがしなかった発芽はつがしなかった
表2 くらべたい条件が2つのときの表のまとめ方

 
 次に、この結果けっかをどう読み取ればいいか、グループに分けて考えましょう。表2には全部で4つの条件じょうけんがありますが、たてか横かどちらかだけに注目すると、それぞれ2つのグループに分けることができます。まず、たての方向、つまり水があるかないかだけに注目してみましょう。水ありの条件では、空気があるときにだけ発芽はつがしました。しかし、水なしの条件じょうけんでは、空気があってもなくても発芽はつがしませんでした。つまり、水は発芽はつが必要ひつようなのです。次に、横の方向、つまり空気があるかないかだけに注目します。空気ありの条件じょうけんでは、水があるときだけ発芽はつがしました。空気なしの条件じょうけんでは、水があってもなくても発芽はつがしませんでした。これらのことから、水があって、空気もあるときにだけ発芽はつがすることがわかりました。まとめると、2つの役割やくわりを同時に調べるときには、すべての条件じょうけんの組み合わせをためすことで、1つ1つの条件じょうけんがどのようなはたらきをしているかを明らかにすることができるのです。

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