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●生態学とは何か・校内の自然観察 ●生命の単位＝細胞
○授業内容・テスト予定・ノート・問題集の説明(9.Apr.)
生態学＝環境と生物の研究・環境とは？
○山北高校校内の自然観察(12.Apr.①)
植えこみ
ヒイラギ 亜高木 常緑広葉樹 （照葉樹） 新葉と旧葉のちがい
ツツジ 低木 つぼみ
アジサイ 低木 新葉の展開
オオイヌノフグリ 草本 一日花 左右相称花
ハコベ 放射相称花
キウリグサ 放射相称花 合弁花
ツバキ 照葉樹 学名はCamelia japonica 日本の暖帯林の標徴種
カナメモチ 照葉樹 新葉の展開
ソメイヨシノ 落葉広葉樹 （夏緑樹） 花が先で葉が後
モクレン 花被をむくと めしべ＋おしべ （らせん配列で原始的な花）
サワラ 針葉樹 葉裏に白斑がH字形
○花の解剖 (12.Apr.②)
サワラの葉
モクレンの花
○花粉の観察と接眼ミクロメーターの使いかた
(13.Apr.)
仮説｢花粉は種類によって形や大きさが異なる｣
材料（一例）ソメイヨシノの花粉，モクレンの花粉
方法 スライドガラスにワセリンを薄く塗り，花粉を付着させる。
エタノールで固定，フクシンで染色し，検鏡。
○対物ミクロメーターによる接眼メモリの測定 (15.Apr.)
方法 透明定規で視野のサイズを測定する。
対物ミクロメーターで視野のサイズを測定する。(15.Apr.)
対物ミクロメーター1mm中を接眼メモリ何個か？（19.Apr.①)
○種子の色々(19.Apr.②)
材料 ハトのえさ
目的 ｢ハトのえさには何種類の種子があるか｣
方法 種子を識別する
トレイにピートモスを2cmほど敷き詰める。
トレイを２重にして水切りを作ってもよい。
水をしませる。余った水は流します。
種子をまき，容器にラップをかける。
結果 ８種類から１０種類の種子を識別できる。
トウモロコシ，大麦，ピース（豆），マイロ，ソバ，小麦，サフラワー，麻など
種子を識別し，まいてみて種子の違いによる発芽率のちがいを調べる。
参考 ｢ものづくりハンドブックⅡ｣（仮説社）
教えるポイント 種子の外形とサイズなど。
○種子の断面 （20.Apr.）
目的｢種子の断面の観察｣
方法 水につけた種子を縦に切断し，観察する
ヨウ素液で染色する
結果 有胚乳種子と無胚乳種子を区別する
胚乳がよくヨウ素液に染まる。胚の観察。
○校内の春を発見（21.Apr.）
目的｢どれだけたくさんの生き物の春を発見できるか｣
記録のしかたの例 モクレンの花では葯が割れて花粉が出ている。
ソメイヨシノは花弁が落ち，葉が展開し始めた。
ツツジが開花し始めた。つぼみを開くとまだおしべの葯は開いていない。
その他，生徒が見つけた今日の春の記録 → ＥＸＣＥＬＬファイル
○種子の発芽率をチェック
双子葉植物・単子葉植物の発根と発芽。
○オオカナダモの原形質流動と環境要因（22.Apr.)
仮説｢光をあてると原形質流動が盛んになる｣
方法 オオカナダモを光処理したものとしないものを比較する。
結果 ともに原形質流動が観察されたので仮説は否定された。
○原形質分離・原形質復帰 (26.Apr.①②)
仮説１｢原形質分離したユキノシタを低張液に浸すと原形質復帰する｣
方法 ユキノシタの裏面表皮を高張液（0.5モル濃度スクロース）に浸して原形質分離させる。
検鏡して原形質の半径と細胞の半径を測定する。
次にホールスライドガラスに水を入れ，それに浸してすぐに検鏡。
ストップウオッチで復帰を測定。
結果 原形質と細胞を球とみなして，それぞれの体積から収縮率を算出する。
水に入れると，みるみるうちに原形質復帰してくるのを観察。
発展 低張液の程度による復帰速度の違いは観察できるか。
仮説２｢エタノールで固定した細胞も復帰する｣
方法 原形質分離した細胞をエタノールで固定して復帰するかどうかを観察する。
結果 固定によって原形質が壊れ，復帰は観察できなかった。
○ヘビの血液の生理的食塩水（28.Apr.)
仮説｢ヘビの血球は0.8％食塩水では溶血しない｣
方法 0.8％食塩水を作る
轢死したシマヘビの血液を食塩水に混合。
血液が凝固したところを取って標本を作って，検鏡する。
固定・染色はメタノール5分・希薄ギムザ液15分・水洗・乾燥。
結果 塗抹標本では，血球数が少なく塩の結晶しか見えなかった。
凝固したところの周辺で血球が観察できた。ピントを調整すれば，
核が分かる。
両生類の生理的食塩水は0.65％，ヒトは0.9％。そこでヘビは？
資料が無かったが、0.8％ではとりあえず溶血しなかった。
○発芽した種子を土に植えかえる（28.Apr.)
目的｢発芽した種子を植え替えて成育させる｣
子葉と本葉の区別をさせる。単子葉鞘を観察する（→植物の屈性への導入とする）
○シマヘビの解剖写真(28.Apr.1999,放課後．希望者のみ)．▼
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昨日，学校の校門のそばで轢死したシマヘビを解剖する．ヘビの解剖は私も含めて全員初めて．解剖マニュアルは池田が作成したが，６校時授業でPTA総会が同時開催のため付いて指導はできなかった．マニュアルは一般的な動物の解剖手順と同じにした．結構きれいに解剖できていた．高橋優子先生（写真には写っていません）が助言． |
まず外形観察．次に腹面中央を開く．下に解剖写真を示す．卵巣があるのでメス．
デジタルカメラで撮影後，器官ごとに取り出してホルマリン固定した．頭部の写真がピンボケだったのが残念（中央辺りに心臓があり，赤いのが肺。その後方に肝臓がある）．さすがに内臓も長いのが見事だった． |
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○個体群・群集・優占種・成長曲線・環境抵抗・密度効果などの用語説明 （6.May）
○葉の組織 (10.May ①②)
仮説「常緑樹ツバキの旧葉と新葉の組織は異なる」
方法 葉脈に沿ってたんざく形に切り出す。
サフラニン染色液を用意する。
数枚をたばねて持ち，カミソリで薄く切り，染色液に入れる。
薄く切れた切片を選んで検鏡。
結果 旧葉は２層の柵状組織と海綿状組織の二面葉。
新葉の柵状組織は２層だったが、海綿状組織は細胞間空隙がない。
表皮細胞は薄い．
考察 旧葉は厚く硬いが，新葉は薄く柔らかい。
参考 同じ植物でも陽葉と陰葉は組織が異なる。表皮組織で孔辺細胞には葉緑体がある。
気孔は葉の裏面に多いが，浮葉植物では表面に多い。
○大根おろしの研究(1998年度青少年科学作文コンクール一位) （11.May)
｢大根おろしには消化酵素アミラーゼが含まれていてデンプンを分解する｣
｢根の先の方はからい｣｢ヨウ素デンプン反応｣
この３つを知った小学生は仮説｢大根の先と元では酵素の反応の強さが異なる｣を立てて検証した。
あなたなら，どんな方法を立案するか。まず方法を考えて実際に検証してみよう。
実験の結果を見て，自分の方法を改良して下さい。
解説 小学生の研究は次のように計画されました
彼はヨウ素デンプン反応の紫色が消える速度が早いほど，
酵素の反応が強いと考えました。
ヨウ素デンプン反応の色が消えるまで何分かかるかを調べました。
しかし，実際に試してみると，大根そのものを使ったのでは何秒で
色が消えるかがわかりにくいのです。
そこで，大根をおろした後でガーゼでろ過し，そのろ液を使用しました。
手順は先の方と元の方を同量の大根を切り出す，
それぞれを大根おろしでおろす，ガーゼでこしてろ液を取る,
ろ液を同じ量にする（先をA，元をBとする），
デンプンをお湯で溶かし，いったん冷やす。これにヨウ素液を加えて紫色にする。
紫色の液をAとBに同量入れ，色が消えるまでの時間を測定する。
早く色が消えた方が酵素の反応が強い。
ところで，大根のからさ（辛味成分はアリルイソチオシアネート）は
アミラーゼとはまったく別の酵素の働きなので，アミラーゼの強さ弱さとは関係がない
ことが，現在では分かっている。
○体細胞分裂 (12.May)
方法 ソラマメの根端の縦断（細胞分裂）のプレパラートを見て，
10×40倍で細胞分裂の中期像の数を報告。
結果 10×40倍の視野に平均4.25個の中期像が見えた。
視野（半径160μm）の面積を算出し，細胞１個の面積で割ると，視野全体の細胞数が分かる。
視野の面積はπｒ2 ＝80384μm2 。
１個の縦横15μmの細胞の面積が225μm2 として，
視野全体の細胞の個数は80384÷225＝357個。
中期の細胞は全体の細胞の何パーセントかを計算せよ。
また，この割合は何を表すと考えられるか。(答え：中期の占める時間の割合）
○動物の神経組織 （12.May)
方法 脊髄と小脳をHE染色したプレパラートとオスミウム銀染色をしたプレパラートを低倍率で見る。
（10×4倍），各部分が何色に染まっているかを図示しなさい。
結果 皮質と髄質のちがいに注目。HE染色で脊髄髄質の運動神経細胞体に注目。
（後で，銀染色の特徴＝神経繊維を染色することを解説する）
○タラの卵数調査 (14.May)
方法 市販のタラコ（タラの卵巣）を用意する。
卵巣の全重量を測定する。
針先でかきとり,電子天秤で重さを測定する。
アルコールで固定して，卵数を数える。
卵１個の重さを算出し，タラコ全体の卵数を推定する。
（別法：卵数と卵塊重の回帰式を求める）
結果 卵巣重は52.675ｇ，卵１個は4.7×10－４ｇ。したがって１卵巣中の卵数は11万2千個。
考察 タラの生存曲線はカキ型 Oyster
type（多産多死型），小卵多産である。
他の型は”飼育されたショウジョウバエ型
Starved Drosophila
type（少産少死型）”や
”ヒドラ型 Hydra type（死亡率が一定）”。
○食物連鎖 煮干しの腸内のケイソウを調べる （17.May①②）
仮説｢イワシは一次消費者である｣
方法 煮干しを煮てやわらかくし，腸を取り出した後，粉砕して検鏡する。
結果 カタクチイワシの煮干しだったが，取り出す腸がはっきり識別できず，
内容物中にケイソウが見られなかった。
目刺し等の腸を取り出す方法で次回にやり直すことにした。
煮干の利用の参考文献は｢絵で見てできる生物実験｣だが，
解剖は安定した結果にならない。
魚の腹側を通る血管を腸と間違えてしまうことがある。
別の日に丸干しのカタクチイワシで腸を取り出したが，やはり失敗した。
○根粒の観察 (17.May②)
ゲンゲ（レンゲ）の根を観察し，根粒をスケッチする。
○世界の群系の色分け (18.May)
○ゾウリムシとボルボックスの観察（19.May）
目的 単細胞生物と群体の代表的な生物を観察する
○ハエトリグモの行動：オス間威嚇誇示行動 (20.May)
目的 徘徊性のクモでオス間の威嚇誇示行動を観察する。
方法および結果 ネコハエトリが最適だが，時期遅れで採取できなかった。
ヨダンハエトリ，アオビハエトリ，マミジロハエトリのオスが１匹取れたので，
それぞれを鏡に対面させたが，ヨダンハエトリのオスが第１脚をあげただけだった。
○マツカサの開閉運動
(27.May)
乾湿によるマツカサの開閉運動の観察
○糖およびタンパク質の定性反応 (31.May①)
目的 還元力のある糖の検出 ブドウ糖・果糖・ショ糖・デンプンのうち，還元力のあるのは？
方法および結果 フェーリング反応で調査する。ブドウ糖・果糖は還元力がある。
解説 一部の糖が水溶してアルデヒド基を表す場合は還元力を示す。
目的 タンパク質のキサントプロテイン反応
方法および結果 検液に濃硝酸を少し加え，加熱する。
卵白を５倍にうすめ，検液とする。
○有機物の基本構造 (31.May②)
目的 メタン・エタン・エチレン・アセチレン（エチン）の構造
方法 油粘土を原子に見立てる。爪楊枝を価標に見立てる。
それぞれの分子の立体構造を作る。
目的 アミノ酸の立体構造模型を作る
方法 アミノ酸のアルファ炭素に結合している基を粘土で作成し，
光学異性体を作る。アミノ酸にはD型とL型がある。
○ワラ半紙で作るタンパク質の２次構造模型 (1.June)
目的 タンパク質のベータ構造とアルファ構造を学ぶ。
方法 型紙を切りぬき，モデルを作る。
○酵素のはたらき(2.June)
仮説１｢野菜（ジャガイモと大根）にもカタラーゼがある｣
生徒は既に２年次にブタのレバーでカタラーゼの実験を経験している。
しかし，カタラーゼを材料と結びつけてブタ特有と思い込んでしまいがちである。
方法 野菜をおろし金でおろして試験管に少量取り，水を少量加えた後で，
過酸化水素水を加えて，泡の発生量を観察する。
結果 ジャガイモの方が反応が激しい。
考察 材料の量および水量，過酸化水素水は同量だったので，
ジャガイモには大根よりカタラーゼが多い。
反応をグラフで表してみる。
仮説２｢過酸化水素水の濃度をあげると反応は高まる｣
方法 過酸化水素水の濃度を高める
結果 激しく反応し，酸素発生量が増える。
グラフで表す。
仮説３｢加熱した酵素は反応しない｣
方法 材料と水を入れた後，試験管を加熱。過酸化水素水を加えてみる。
結果 酵素は変性し，失活する。
○盲斑投影図を作成 （3.June）
仮説｢盲斑の面積は身長に比例する｣
方法 二人一組になり，各人の盲斑を投影した図を作成する。
盲斑を切りぬき，紙の重さを測る。身長との相関を調べる。
結果 ほぼ相関する。表計算ソフトを利用して相関係数を算出してみる。
○緑葉のペーパークロマトグラフィ
(7.June①)
仮説｢緑色植物はクロロフィルａを持つ｣
方法 発芽実験で使用した植物の葉を用いてペーパークロマトグラフィを行なう。
結果 どの植物からもカロテン・キサントフィル・クロロフィルａ・クロロフィルｂが分離された。
各色素のRf (rate of flow)を求める。
○アミノ酸のペーパークロマトグラフィ
(7.June②)
目的 緑葉色素での方法をアミノ酸の分析に応用する
方法 カツオブシの煮汁を原線に付ける。
ブタノールと酢酸の混合液で分離する
風乾する
ニンヒドリンをかけ，加熱して発色させる
結果 赤紫色の点が発色。20分の展開ではベッタリ着色して分離が悪い。
○アミノ酸とタンパク質 (8.June)
解説 アミノ基とカルボキシル基から脱水してペプチド結合
側鎖の性質によりアミノ酸の性質が変る
（中性アミノ酸、酸性アミノ酸、塩基性アミノ酸、含硫アミノ酸、芳香族アミノ酸など）
必須アミノ酸８種類
ペークロのＲf値の差は展開液への溶解とろ紙への吸着度の差による
○『やってみようなんでも実験．ムシできない虫の行動』を見る
(10.June)
key wordは走性、反射、本能行動
ナガコガネグモの重力に対する正の定位、カブトムシの重力に対する負の定位、
ミジンコの正の光走性、ヒメゲンゴロウの背光反射（失敗！）、
バッタ釣り（トノサマバッタの抱きつき反射）、ギンヤンマの求愛行動、
腐肉・落とし穴トラップ、ダンゴムシの交替性転向反応、
ナガコガネグモの威嚇の反射と餌捕獲行動、コガタコガネグモの落下反射、
オオハエトリの雄間威嚇誇示行動とメスに対する求愛行動
→ 番組を見た生徒の感想
○アルコール発酵と基質 (14.June①②)
仮説 糖の種類によって発酵の反応が異なる
方法 ブドウ糖,果糖，ショ糖，乳糖の0.1モル水溶液を作る。
20mlの水に1gの酵母を溶かす。酵母は別に検鏡。
糖溶液20mlを混ぜ，キューネ氏発酵管に入れる。
片方は机上（気温24℃），一方は湯内（湯温45℃）に入れ，反応量を記録する。
結果 ブドウ糖・果糖・ショ糖はほぼ同様，乳糖は反応しなかった。
結果をもとにグラフを書く。机と湯の条件では3～4倍の発生量のちがいがあった。
○発酵実験の結果の説明 （15.June)
アルコール発酵は糖を基質とする酵母の嫌気呼吸の一種である。酵母は出芽で増える。
ブドウ糖・果糖・ショ糖は基質として利用できたが、乳糖は利用できなかった。
これは酵母に乳糖を分解する酵素が無いためである。
酵素は蛋白質なので高温によって変性するが、最適温度までは温度が高いほど反応が早い。
一般には10℃上がると、反応速度は２倍になる。
○ウミホタルの発光（15.June)
ウミホタルを乳鉢でつぶし、水を加えて発光を見る。
○呼吸の反応過程の解説 (16.June)
解糖系・クエン酸回路・水素伝達系,呼吸商
○果物の酵素 (16.June)
寒天とセラチンのゲルを作る。
キュウイをむき､乳鉢でつぶす。
寒天とセラチンのゲル上にキュウイを置く。
（置かないもの,少しのもの,多量のもの）
一日放置する。
結果
ゼラチンはゾル化する。キュウイ中のタンパク質分解酵素
アクチニジンのため。
考察 対照実験（条件が同じで比較対照のために設定した実験系）が重要。ここではキュウイを置かないもの。
ゼラチンはキュウイを置かないものも水分が多かったので柔らかくなった。
しかし、酵素では水状になっていた。
○DNAの紙モデル (17.June)
紙を切りぬいて作るDNAの二重らせん構造の作成
短縮授業のため時間が不足した。
○魚の脳の構造 (21.June)
仮説｢魚は嗅覚が発達しているので嗅覚を支配する脳が大きい｣
方法 市販の魚の頭骨を割って中の脳の構造を観察・スケッチする。
（２名で１頭程度）
結果 マアジの頭と胸の部分を解剖した。終脳・視葉は大脳・中脳に相当する。
頭骨の上面を上手に割って脳の上面をうまく出した生徒は１名のみ。
他の生徒は滅茶苦茶になってしまった例が多かった。あらかじめ
頭骨は硬くて割りにくいこと。脳は豆腐のように柔らかいこと，
脳の位置は目の前縁あたりからヒレのあたりまでを魚の頭を半割にして
説明したにもかかわらず，いざ解剖となるとぐちゃぐちゃにしてしまった例が多い。
また，魚は生臭いため，手を出ししぶる者もいた。
この他に心臓も取り出し１心房１心室を観察し､スケッチする。
脊椎骨の形も観察する予定にしたが､時間が無かった。
参考書 ｢魚類解剖学｣
○魚の骨と中耳 (22.June)
目的｢哺乳類の耳小骨と相同な骨を魚の魚の顔の骨から探そう｣
手順 １．ウシの頭骨またはブタの頭骨で内耳や中耳の耳小骨を観察する。
（あらかじめ取り出した内耳の標本）
２．魚の顔の骨が哺乳類の耳小骨に進化した歴史を説明する。
３．魚の顔の骨から耳小骨（あぶみ骨・きぬた骨・つち骨）と相同な骨を探し出す。
（舌顎骨・方形骨・接続骨）
４．各骨を紙にのりづけして並べる。
結果 マアジまたはイワシの顔の骨を解剖。位置関係をくずしてしまうと骨の名称は理解しにくい
ことを、事前に説明したにもかかわらず、バラバラにしてしまい、訳がわからなくなってしまう
生徒が多かった。事前に舌顎骨の場所を説明し、図とは必ずしも同じでないことを説明し、
以前に取り出した骨の実物例（サバとイワシ）を前に展示して示しているにもかかわらず、
ただバラしてしまい、どれが何の骨かを判断できず､聞く生徒が多かった。
自分で判断せず、なんでも教えてもらおうとするのである。舌顎骨は特徴的な形なのだが。
結局、教師に聞いてしまうという姿勢が身に付いているので、最初にいくら手順の
注意点を説明してもそれは頭に入らないのである。
この傾向はなかなか修正できない。
もう少し実験の手順をこまかく分割しないと、自分たちの手と頭では進めることができないようだ。
時間がかかりすぎて脊椎骨の観察まで行かなかった。
昨日からの魚の臭いで不満をもらす生徒も出る。
発展 いろいろな周波数の音を聞かせ、ヒトの可聴範囲を確認する。
○甘味のいき値 (24.June)
目的｢甘味に関する自分の閾値を知る｣
準備 紙コップ、かきまぜ棒、砂糖水、砂糖、ビーカー
実験1 ふたつのコップに入った砂糖水を少しなめてみて、どちらの方を甘く感じるかを答えなさい。ひとつをなめた後には必ず純水で口のなかをゆすぐこと。
（１）AとＢでは（Ａ ）の方が甘い
（２）CとDでは（Ｄ ）の方が甘い
（３）EとFでは（Ｅ ）の方が甘い
●結果 それぞれの砂糖水の濃度を録しなさい。
A＝0.1モル濃度 B＝0.01モル濃度
C＝0.005モル濃度 Ｄ＝0.01モル濃度
E＝ 0.005モル濃度 F＝0モル濃度
●自分の味覚を診断し、自分の甘味のいき値がどの位のところにあるかを推察しなさい。
（ ）モル濃度と（ ）モル濃度の間にある
実験 2 ギムネマの効果を調べる
①最初に角砂糖をなめてみて，その甘さの程度を確認しておく。
②ギムネマ茶を５分間以上口にふくみ, 舌になじませる
（飲み込んだ場合は引き続き口にふくむ）。 ギムネマ茶は濃い目に出した方がよい。
③その後，もういちど角砂糖をなめて，甘さをどう感じるかを確認する。
解説 ギムネマは甘味を感ずる味細胞の受容器の構造を変える。
他の例として酸味を甘味に変えるミラクル・フルーツがある。
○光合成による同化デンプンの検出 (28.June) たたき染め
目的 身近な葉の同化デンプン量を調べる
方法 予備実験によれば室内に置いたホウセンカの葉は同化ンプンが検出されなかった。
野外で日向にあって、同化デンプンが貯蔵されていそうな葉を採取してくる。
葉をろ紙にはさみ、アクリル板とビニール板（厚さ5mm）の間にそのろ紙を挟む。
ビニール板の上から金槌でたたく（30回程度）。
ろ紙にデータ記入。ろ紙の半分だけを10％ハイター液で３分漂白。
水洗後に湯せん（１分）。白くなったら水冷して、ヨウ素液に浸す。
漂白前の葉と比較。
結果 １２名中、３名の葉からは同化デンプンが検出された（昨日も今日も天候は雨）
室内の植物の葉はすべてデンプン反応なし。
解説 補償点が低い植物は弱光でも光合成してデンプンができる。
陰生植物と陽生植物という違いもある。
○双子葉植物の茎の構造 (28.June)
材料 ホウセンカの茎
方法 茎を薄く切り、サフラニン水溶液で染色して検鏡しスケッチする。
結果 維管束（師管・道管は赤く染色
)と形成層を見る。皮層や髄の細胞も観察。
○ＤＮＡの複製・転写・翻訳 (29.June)
解説のみ。
こんなに実験実習ばかりしていて生徒の進学は大丈夫なのかという疑問を持つ方もいるかもしれません。
選択者のうち、看護系希望者３名は全員合格、４年制大学生物学関係希望者３名は全員合格、４年制大学文系希望者１名は合格、日本動物学院進学者１名、短大進学者１名、就職者２名、コンピュータ関係専門学校１名で、進学不合格者はゼロという実績でした。 |