問題の指示に合わせて説明を作る
定義は、概念を特定します。記述は、何が起きるか、または結果が何を示すかを述べます。説明は、条件としくみをつなぎます。浸透の問題では、「水が細胞から出る」は正味の向きを述べているだけです。その向きを説明するには、膜の条件と、溶液どうしの差がまだ必要です。
授業で必要な用語は使いますが、筋道の中で各用語に役割を持たせます。期待される語がすべて入っていても、互いにつながっていないことがあります。読み手が、初めの条件から結果まで順を追えるか確かめてください。
浸透の例の条件を述べる
ここでは、膜は水を通しますが、比べている溶質は通しません。溶液は理想的なものとして扱い、温度は等しく、初めに圧力の差はありません。この単純化したモデルでは、膜を通らない同じ溶質の濃度が外側で高いと、外側の水ポテンシャルは低くなります。したがって、水の初めの正味の動きは細胞の外へです。
その条件は大切です。水ポテンシャルは、溶質の効果だけでなく圧力にもよります。膜の透過性も、その後の変化に影響します。濃度だけを見る近道を、すべての生物の状況にそのまま使わないでください。「正味」は、逆向きの動きどうしの差を表します。水の分子がすべて外へ動く、という意味ではありません。
何が動くかで、輸送の過程を比べる
単純拡散では、物質は濃度の高い側から低い側へ移動し、その移動のために細胞が代謝エネルギーを直接供給することはありません。浸透は、選択的透過膜を通る水の移動です。促進拡散では膜タンパク質が関与しますが、移動は引き続き対応する勾配に沿って起こります。タンパク質が関与するだけでは、能動輸送とはいえません。
能動輸送では、濃度勾配や電気化学的勾配に逆らって物質を動かすために、エネルギーが必要です。過程を比べるときは、物質、勾配に対する向き、膜の中の経路、エネルギーが必要かどうかを挙げます。その区別を抜きにして、例の一覧だけを覚えないようにします。
図で、構造と働きをつなぐ
細胞のラベルには、構造の名前と、問題のレベルに合った働きを書きます。膜の図では、矢印は分子の動きを示し、描かれたチャネルは通り得る経路を示します。矢印を膜の実物の一部として見る前に、凡例を読んでください。
過程の図では、段階から段階へ何が変わるかを記述します。何が入るか、何が出るか、次の段階を可能にする条件は何かを考えます。図が単純化されているなら、図が示していない詳しいしくみを補わず、書かれているモデルの範囲で説明します。
パターンと、その原因を分ける
同じ時間がたったあと、用意された3つの植物試料を考えます。ラベルのついた3つの溶液の中で、質量の変化は +8%、0%、−6% です。そのパターンは、そのまま記述できます。問題が初めの条件とモデルを与えていない限り、その百分率だけでは、各溶液の濃度は特定できません。
質量の変化率は (終わりの質量 − 初めの質量)/初めの質量 × 100 です。10.0 g から 10.8 g に変わった試料は、8%の増加です。分母には初めの質量を使います。観察された関係は、提案したしくみを支えることがあります。ただし、原因についての結論をどこまで強く言えるかは、実験の計画とほかの変数が決めます。
仮定はそのままに、変えた条件で練習する
単純化した浸透のモデルで、濃度差を逆にします。膜は溶質を通さず、初めの圧力は等しいという条件を保ちます。すると、水の初めの正味の移動方向も逆になります。圧力や膜の透過性を変える場合は、結果を予測する前にモデルを見直してください。
ノートを見ずにしくみを述べてみて、足りないつながりを点検します。役に立つLirnoへの依頼には、図の全体、問題の指示、自信のない仮定を入れます。定義と、より進んだ例外は、授業で使う教科書と照合してください。
制御した変数と、繰り返した測定を分ける
用意された組織の実験では、同じ大きさの試料を、異なる濃度の溶液に、同じ30分間入れます。独立変数は濃度で、従属変数は質量の変化率です。比較が意味を持つように、試料の大きさ、温度、浸す時間、ろ紙で吸い取る方法はそろえます。
各濃度で三つの試料を使えば測定を繰り返せますが、実験条件をそろえる必要は変わりません。ある濃度での変化が+8%、+10%、+12%だったとします。平均は+10%で、8–12%という範囲は試料間のばらつきを示します。平均とあわせて、ばらつきも報告しましょう。この平均は今回の観察結果をまとめたものであり、すべての試料が同じように振る舞うことを証明するものではありません。
