高校生物 ２年 生物Ⅰ 実験 by 池田博明
1999年4月から，山北高等学校２年の『生物IB』で行った生徒実験を紹介します。
足柄高等学校では１年生で『生物IB』を履修しています。
なお山北高等学校３年生で行った実験実習項目は下記のファイルです。
→ 【 ３年 ニ学期 ＋ 三学期の実験項目と学習内容 】
→ 【 ３年 一学期の実験項目と学習内容 】
分野別 ２年時の 生物実験 項目一覧
『生物Ⅰ』 池田博明
●顕微鏡観察に必要な用具は顕微鏡セットとして記す。
（顕微鏡，スライドガラス，カバーガラス，ピンセット，スポイト）
●実験の結果はスケッチブックに記録させる。
４月 『顕微鏡の使い方』
目的＋実習：顕微鏡のスケッチと名称の確認
目的＋実習：スギナの胞子の観察とスケッチのしかた
材料：つくし
用具：顕微鏡セット
手順：（準備）３月中旬から，つくしの採集。シャーレに入れて，冷蔵庫に保管。
つくしの胞子をスライドガラス上に落とす。
１０倍×１０倍で観察。スケッチのしかたを指導。（点と線で描く。
輪郭線ははっきりと書いた方がよい。球面は周囲から点を打つ）
生徒の感想例
スギナの花粉は息をかけたら，弾糸がからまった。その後，すぐに弾糸がほどけて動き出し，驚いた。一度水を含んで感想した胞子はほこりのように体積が増えた。ちじんだ弾糸が開くときに，からまって空洞ができたのだろうか。 |
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手順：（足柄高校で２時間で実施の場合）
生物ＩＢのガイダンス＋実験室の案内
つくしの胞子をスライドガラス上に落とす。
７倍（接眼メモリ入り）×１０倍で観察。
息を吐きかける。
高倍率にする方法を練習する。
＊＊＊＊＊ 次時 ＊＊＊＊＊＊
スケッチのしかたを指導。（点と線で描く。
輪郭線ははっきりと書いた方がよい。球面は周囲から点を打つ）
接眼メモリで測定。
スギナの胞子の説明
標準和名と学名 Equisetum arvense LINNE について
感想
片づけ
生徒の感想例
持ってきたての頃は動いていたのでビックリした。
初めは足みたいなものが２本だけだと思ったが，よく見たら４本だった。
こんなに小さな胞子なのに遠くに飛ばす工夫があるとは，自然の神秘である。
胞子は丸いだけと思っていた。
ツクシの本当の名がスギナであることや学名を知った。
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４月 『ミクロメータの使い方』
手順：接眼ミクロメータの説明
接眼レンズの視野の中で文字を確認し、真横にさせる
対物ミクロメータをステージにセット
（文字が裏字になっていないことを確認）
低倍率でピントを合わせる．
対物メモリ数を確認、１００メモリ
0.01mm＝１０μｍ
対物メモリと接眼メモリを重ね合わせる
高倍率にする
メモリ線の一致するところを２箇所探し、接眼メモリ相対長を計算する
結果
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対物メモリ数 |
対物メモリの実長 |
接眼メモリ数 |
接眼メモリの相対長 |
| 倍率 |
ｘ |
１０ｘ |
ｙ |
１０ｘ／ｙ μm |
| ７０倍 |
５ |
５０ |
１３ |
3.8 |
| 280倍 |
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４月 『植物細胞と原形質流動の観察』
目的＋実習：高倍率の観察方法
目的＋実習：オオカナダモの細胞の観察とスケッチ
材料：オオカナダモ
用具：顕微鏡セット
手順：（準備）オオカナダモは近くの用水や川で採集。
オオカナダモの葉をとり，カバーガラスをかけて検鏡する。
高倍率にするときの手順を教える。
（まず対物１０倍くらいの低倍率でピントを合わせる。
対象を視野の中央に移動する。
レボルバーを回転させて対物レンズを４０倍に換える。
微調整ネジでピントを調整する。
細胞をスケッチ。葉緑体のサイズを測定する。
もし葉緑体が動いていれば原形質流動の観察。
生徒の感想例
細胞内に葉緑体の数はたくさんあったのだが，いっこうに流動は見られなかった。葉緑体は細胞中に２個所ぐらいに集まっていた。顕微鏡で見ると細胞の奥行きが意外にあるものだと思った。 |
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６月 『原形質分離』
材料：ユキノシタの裏面表皮細胞
薬品：0.9％食塩水などを中心に各濃度の液。シャーレに入れておく。
（または0.26モル濃度のショ糖液＝ほぼ等張液）
用具：顕微鏡セット，片刃カミソリ。
手順：裏面表皮に方形に切れ目を入れ，ピンセットで薄くはがす。
各濃度の溶液に裏面表皮をつける。
５分後，プレパラートを作成し，検鏡。
細胞を観察・スケッチ。
結果：低張液では吸水緊張状態，等張液では限界原形質分離，高張液では原形質分離。
冬季は浸透圧が高まっている。春季は0.26モル濃度前後。
ただし，葉を違えると浸透圧も違うし，同じ視野でも小形の細胞と大形の細胞では違う。 |
６月 『酵素の性質』
目的＋実習：ブタの肝臓のカタラーゼの性質
材料：ブタ・レバー
薬品：0.15％過酸化水素水，希塩酸，アルコールランプ
用具：試験管，試験管立て，茶こし（またはガーゼ），ビーカー，ミキサー、線香
（あらかじめ予備実験をして過酸化水素水を適度に薄めておく．
0.3％では試験管から気泡が溢れてしまう）
手順：ブタ・レバーと水をミキサーにかけ，茶こしでこして，ろ液を取る。
レバー液をビーカーに分ける。
試験管にレバー液を分注する。
さらに純水を加えたもの，希塩酸を加えたものを作る。
（強アルカリ液は過酸化水素を分解するので扱わない）
それぞれに過酸化水素水を加え，泡の出方を見る。
火の点いた線香を差し入れてみて，酸素の発生を確認する．
反応が終了したら，さらに過酸化水素水を足してみる。
レバー液を加熱する。加熱したレバー液を放冷後に，
過酸化水素水を加えて反応を見る。
（レバー液を量を減らす必要がある．突沸して飛び出すので）
結果：泡の出方で反応の強さを見る。
いったん反応が終息しても，過酸化水素水を加えれば反応する。
すなわち，カタラーゼはくり返し使用できる。
加熱処理したものは失活する。
（酵素が残っている場合もあり，液温が高いため，けっこう反応が
激しく起こる例もある）
解説：同量のジャガイモ片と比較すると，ジャガイモ片は反応が少ない．
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６月 『ヒトの染色体：核型分析』
手順：あらかじめ印刷しておいた染色体写真から染色体を切り抜く。
相同染色体ごとに対を作り，台紙に貼っていく。
結果：相同染色体をよく理解することが出きる |
６月 『体細胞分裂』
目的＋実習：分裂期の細胞の観察
材料：発根させたタマネギ
薬品：塩酸サフラニン液
用具：ビーカー，棒びん，わり箸，ろ紙，顕微鏡セット
手順：塩酸サフラニン液に根を入れ，60℃で３分処理する。
根をスライドガラスにのせ，余分なところを捨てる。
水分はろ紙で除く。
もう一枚のスライドガラスをのせて押しつぶす。
これをはがすと２枚の試料が出来る。
カバーガラスをかけて，平らなところでカバーガラスの上から，わり箸の頭で叩く。
検鏡して分裂像を探し，スケッチする。
材料：ニラの種子から発根した根端
手順：ニラの根端をサフラニン塩酸液に浸し、63℃で5分間処理をする。
（処理した根をシャーレに入れて冷蔵庫に保管、７日間は顕微鏡観察可能だった）
薬品：塩酸サフラニン液
サフラニン0.20ｇをエタノール8mlに溶かし，水（水32ml）で５倍に薄めたものを
１モル塩酸溶液（塩酸1.45＋水38.55）を使用直前に１：１に混ぜて作る。
| 標本を作るとき丁寧に割り箸でたたいてやったおかげで、大変良好な状態を観察することが出来て、良かった。 |
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【参考】酢酸ダーリアによる方法
出典は半本秀博，2000年．体細胞分裂の観察を確実に行う簡易染色法と材料の条件．
遺伝，54:50-54.
酢酸ダーリア液の作製と染色法
１）染色液の作製
粉末のダーリアバイオレット0.5gを30%酢酸100ml（室温）に溶かし，酢酸ダーリア液として使用する．これは室温保存可能．
２）固定・解離・染色法
酢酸ダーリア液と１規定塩酸を７：３の割合で混合し、その中に室温（20～30℃）で１２分間材料を浸しておけば固定・解離・染色を同時に行うことができる．
その後、ペトリ皿を用いて２分間水洗（水道水に浸せばよい）すれば[強い酸性から弱酸性に戻し、色調を薄緑色から青紫色にする]、根端部分を押しつぶしてプレパラートを作製できる（図１）．
２．材料の選択と分裂像を多く得るための条件
１） 材料選択
タマネギの種子・コタマネギの種子・ネギの種子などが適している．
染色可能な材料：ニラ、ニンニク、オニユリ、テッポウユリ、ミドリアマナ、ブライダルベール、ムラサキツユクサ、ヌマムラサキツユクサ、ソラマメ
適さない材料：ハプロパップス、ブタナ、スイバ、ホウレンソウ、エンドウ
２） 分裂像を多く得るための材料条件
水を含ませた脱脂綿または濾紙をしいたペトリ皿内に種子を播く．
ふたをして直射日光などの当らない場所に置いておく．
前もって浸水しておく必要はない．
根の長さが５ｍｍ以上のもの．
発芽の温度条件は20～25℃が適当．
永久プレパラートの作り方
グリセリンではなく、水で封入すること．
冷凍室に一晩おいておくと凍る（酢酸オルセインなどは凍らない）．
カバーガラスをカミソリではがし、風乾し、封入剤を滴下、カバーガラスをかける．
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１０月 『緑葉のペーパークロマトグラフィ』
目的＋実習：色素を分離し，クロマトグラフィの原理を知る
材料：ホウレンソウ
薬品：展開液（石油ベンジン：石油エーテル：アセトン
＝：：の混合液）
用具：ペークロ用ろ紙，定規，ドライヤー
試験管（メスシリンダー）＋ゴム栓，つまようじ，
手順：ろ紙の端から２ｃｍ上に緑葉を置き，つまようじで押して，
緑葉の汁をつける。
ドライヤーで乾燥させる。
（乾燥をきちんとしないと分離が悪い）
ゴム栓にろ紙の端をはさみこみ，展開液に別端を浸す。
１５分後，ろ紙を取り出し，色素域に印を付す。
原線から色素までの移動距離を測定し，
原線から溶媒前線までの距離で割り，移動率を算出する。
薄層クロマトグラフイ
展開液 石油エーテル：アセトン＝７：３
抽出液 ジ・エチルエーテル
材料 シロツメクサやドクダミ
用具 ＴＬＣシート
（プラスチック板にシリカゲル粉末を薄く塗ったもの）
手順：葉を乳鉢に入れ，シリカゲルを少量加えて乳棒でよくすりつぶす
抹茶状の葉を小管びんに移しエーテルを加えて振る．
この上澄み液を（時計皿に移す場合もある），使用．
ガラス毛細管に抽出液を吸い上げ，ＴＬＣシートに抽出液を点状につける。
原点を下から1cmのところに作る（小さく濃く）
展開する．
結果：カロテン（橙色），フェオフィチン（灰黒色），クロロフィルａ（青緑色），
クロロフィルｂ（黄緑色），ビオラキサンチン，ネオキサンチン
（さらに下方にクロロフィルaとbが出ている例が多かった．
原点の下から遅れて上昇していく色素がある）
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10月 『唾液腺染色体』
目的＋実習：アカムシの唾液腺染色体を観察
材料：ユスリカの幼虫（アカムシ，わかさぎ釣りの餌として市販される）
用具：ピンセット，柄付針，ろ紙，
薬品：染色液＝ゲンチアナヴァイオレット
（ゲンチアナ紫 0.75ｇ，30％酢酸 １００ｍｌ，
両方を混合し溶かし加熱します。
沸騰したら火をとめ、放置後にろ過します。）
手順：ユスリカをスライドガラス上に取る．
頭部と尾部を区別する．簡単にスケッチさせるとよい．
ユスリカ幼虫から唾液腺を取り出す．
（ピンセットで体の中央をはさみ，有柄針で頭部を引く．
唾液腺は頭部に付着して出てくることが多い．透明な洋梨形．
白色のものは脂肪組織である．間違えやすい．
生徒の標本で唾液腺が取れているかどうか確認してあげること．
頭部などを除き，ろ紙で余分の水分を除く．
染色液を滴下する（ゲンチアナヴァイオレットでは１分半程度，
酢酸カーミン等では５～10分間）．
カバーガラスをかけて，ろ紙の上から押しつぶし，検鏡．
（押しつぶしが不十分では染色体が広がらない）
参考：ショウジョウバエでは瓶の上に登ってくる終齢幼虫でないと観察できない。
セスジユスリカ（n＝4）とアカムシユスリカ（n＝3）では染色体数が異なる。
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２月 『バフンウニの人工受精』
目的＋実習：受精卵と未受精卵を確認する。人工受精の観察。
精子の観察
材料：バフンウニ
薬品：0.5モル濃度のＫＣｌ溶液
用具：棒びん，海水，水槽，時計皿，駒込ピペット
手順：バフンウニを説明する。身を守るためのトゲがあること。
水管があり，水を吸ったり吐いたりして移動すること。
５枚の歯があり，生殖孔も５孔あること。
口器（アリステレスの提灯）を取り出し，海水を満たした棒びんに逆さにのせる。
塩化カリウム液を滴下する。
塩化カリウム液は卵巣の筋肉を収縮させ，生殖孔から卵が５列に放卵される。
上澄みの海水を捨てる。新たな海水を満たし，さらに洗ってまた上を捨てる。
未受精卵を時計皿に配る。
オスの精巣は海水を加えないで，ｄｒｙ ｓpermとする（シャーレに入れて冷蔵庫保管する）。
未受精卵を観察・スケッチ。
そこへ精子懸濁液を一滴加える。受精膜が上がるのを観察。また，膜の周囲に精子を見る。
| ウニの精子が受精卵に入ろうともがくところが観察できた。 |
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２月 『ウニの発生』
２細胞、４細胞、８細胞、胞胚の観察
手順：（準備）受精後２時間，３時間，４時間の卵をホルマリン固定。
ホルマリン処理の材料には時計皿は使用しない。
スライドガラスに一穴パンチしたビニールテープを貼って，ホールスライドガラスを作る。
本物のホールスライドガラスより色テープの方が試料を見つけやすく，ピントを合わせやすい。
遊泳胞胚は時計皿で生きたまま観察させる。スケッチしにくいが，生きたものを見せた方がよい。
受精させた胚が発生が順調に進んでいる場合でも，死んだ胚をピペットで吸い取っておかないと，水が腐る。
| 胞胚は，生きていたので，常に動いていて，観察しにくい。受精膜はなくなっていた。 |
２月 『ウニの発生』
（原腸胚とプルテウス幼生）
原腸胚は胞胚のときより原腸ができた分、細胞の密度が高くなっているようだった。常に回転して移動しているため、観察しずらかった。
プルテウス幼生になった。原腸胚の時よりだいぶ形が変わって、より進歩した生き物になったようだ。しかし動きは原腸胚のときより遅く観察しやすかった。 |
手順： |
２月 『盲斑の形と大きさ』 (盲斑投影実験）
用具：ベニヤ板，紙，画鋲，マチ針＋わり箸
手順：被検者は片目で90cm離れた点を見つめる。
補助者はマチ針の位置をズラしていき，マチ針の頭が｢見えなくなる（消える）｣点をチェックする。
さらに動かして再び｢見えてくる｣位置をチェック。
二つの点の中央を中心に四方に線を引く。
それぞれの線上で｢消える｣点と｢見える｣点をチェックし，最後にすべての点をフリーハンドで結ぶ。
盲点の投影像ができた。実際の大きさは眼球直系を2cmとすれば90:2の相似比で算出できる。
面積を求めるのであれば，切りとって紙の重さを測定すればよい。
あらかじめ紙の基準の重さを測定しておけば，面積が算出できる。 |
３月 『ブタの目の解剖』 ｢間違っていませんか、目の解剖｣ファイル
材料：ブタの目
用具：眼科用ハサミ，ピンセット，バット＋ゴム板，スライドガラス，新聞紙
手順：（準備）肉屋にブタの目を発注（１個16円程度）
冷蔵庫に保管。３日以上たてばレンズは白く濁ってくる。
目の周囲の肉をハサミでとりのぞく。
（眼球を頭部，肉を髪の毛とみなして，刈るとよい）
全体図をスケッチする。
強膜の側面に切れ目を入れ，半割りする。
前半部と後半部をスケッチする。
レンズを取り出す。スライドガラス上に置き，新聞の文字を見る。
| 強膜の弾力には驚いた。半割りしたときに見たレンズはきれいな球だった。 |
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