コアセルベートの観察 目的 コアセルベートを作って観察する 実教出版 図説生物II（1975年版） 方法 A）2.5％ゼラチン液を作り、その1mLを試験管に入れる。 95％エタノールを1滴ずつ加えてよく振り、白濁が消えなくなるまで続ける。 検鏡する。 B)2％アラビアゴム液5mLに、2％ゼラチン液5mLを加える 0.05モル/L塩酸を数滴滴下したものを検鏡する。 C)2％アラビアゴム液と2％メチレンブルー液を一滴ずつスライドガラス上に置く。 静かにカバーガラスをかけて境界面を検鏡する。 考察 コアセルベートが生じる理由を考えてみよう。 【教師用指導資料より】 考察 （１）一般にタンパク質その他の高分子化合物は水中でコロイドを形成する。コアセルベートはコロイド物質に富む流動性の層と、コロイドを含まない液相に分かれた状態で、いわゆる液滴の集塊である。 コアセルベートが生ずる条件は、このコロイド粒子にひじょうに近い部分の水分子には強い親和力をもってひきつけ、それから離れた他の水分子にはひきつける力が弱まる性質の強いほどよい。このために、方法Aのようにアルコ−ルを滴下させて水和作用を低下させることにより、コアセルベートをつくることができる。 （２）コロイド粒子は大なり小なり正負いずれかに帯電しているので、溶媒のｐＨによって、その正負の電荷の数が変わり、あるｐＨのもとでは正負の数が等しくなって、粒子全体としては電荷が失われる。このときのｐＨの値を等電点とよぶ。等電点よりも高いｐＨの場合はその粒子は負に帯電し、低いと正に帯電する。 方法Ｂはそれを利用したものである。ゼラチンの等電点は4.8付近であり、アラビアゴムの等電点は1.5付近であるから、ｐＨが1.5〜4.8のあいだにあれば、ゼラチンは正に、アラビアゴムは負に帯電し、両者が会合してコアセルベートが作られる。生徒の観察にあたってはｐＨ3.6〜4.0付近が最も適当と思われる。 （３）方法Ａは単純コアセルベートの形成であり、方法ＢおよびＣは複合コアセルベートの形成である。 方法Ｃは染色液であるため、観察しやすく、また形も大きいので、その成長過程も観察しやすい。 アラビアゴムの陰イオンとメチレンブルーの陽イオンが互いに引きあって、両者の接触部分に微細な顆粒が新しく作られ、複合コアセルベートが成長し、崩壊する様子がよく観察できる。 発展 （１）方法Ａの試験管に水を一滴ずつ滴下させていくと白濁が消えていくが、再びアルコールの滴下によって白濁させることを観察させ、コアセルベートの成因について類推させ、仮説をたてさせ、検証させてみるのもよい。 （２）方法Ｂで注意して観察を続けてみると、微細な顆粒が次第に成長し、やがて崩壊する様子が認められる。一般にコアセルベートの大きさは液の濃度や温度などの影響を受け、濃度が高いほど、温度が高いほど大きなコアセルベートが生ずるようである。 （３）方法Ｂで塩酸を滴下していった場合、濁度とｐＨの関係はｐＨ3.8くらいで濁度がピークに達する。 （４）方法Ｃでは溶液の濃度を変えてみたり、メチレンブルーの代りに他の染料を用いたりするなど工夫して実験させるとよい。処理によってはコアセルベートが分裂したり、接合したりするなど、かなり生物的な現象を観察することも可能である。 （５）以上の実験を通して、従属栄養説に対する生徒の考えや意見をとりあげてみるのも面白い。 実験上の留意事項 （１）方法Ａは比較的簡単に作れるコアセルベートであるが、安定したコアセルベートを作るにはかなり多量のアルコールが必要となる。はじめは数滴ずつ滴下させ、白濁したものがかくはんによって消えにくくなってから一滴ずつ滴下させるとよい。 （２）アラビアゴムおよびゼラチン水溶液は古くなるとコアセルベートを生じにくくなるので注意を要する。 （３）試験管を用いて白濁の程度を比較させるためにあらかじめ別に原液となるべき混合液を１本用意しておくことが必要である。 （４）検鏡はできるだけしぼりをしぼって観察させる。 （５）考察の成否よりも考察の過程に重点を置くことが望ましい。 コアセルベートの実験 東京書籍 生物II（1973年版） 目的 コアセルベートの形成 方法 １％アラビアゴムと１％メチレンブルーの各水溶液を別々の駒込ピペットを用いて それぞれ6：1、5.5：1、5：1の割合で３本の試験管に取り、よく振って放置する。 約１分後、それぞれの混合液を別の駒込ピペットを用いてスライドガラスに 一滴おとし、カバーガラスをかけて検鏡する。 このピペットは使用するごとに蒸留水で洗って用いる。 結果 各混合比の溶液ではどのような様子が観察されるか。 もっとも大きなコアセルベートが観察されたものについて15分間ほど観察を行う。 解説 異なる粒子をもつ親水コロイドを混合したとき、 親水コロイドの荷電に電気的中和の条件が整い、 その結果、粒子間の相互引力が一定の値に到達すると、 粒子は結合してコアセルベートを作るものと仮定してみよう。 ふつう、アラビアゴム水溶液は、一定条件のときは負に荷電する。 また、メチレンブルーは塩基性色素であり、水溶液中で色素自身は 正に荷電する。 上記知識をもとに考えたとき、アラビアゴム水溶液とメチレンブルー水溶液とを使用した理由は何か。 また、コアセルベートの形成になぜイオンが重要であるか。 この実験でアラビアゴム水溶液を加える割合をさらに多くしていくとどんな状態になることが予想されるか。 コアセルベートとアメーバのような原生動物との間にどのような類似点や相違点があるかを考察せよ。 森田保久氏の実験のページ http://village.infoweb.ne.jp/~yasuhisa/omunis2.htm コアセルベートの形成 啓林館 生物II （2003年版） 目的 コアセルベートを形成し、細胞との類似点と相違点を考察する 準備 2％アラビアゴム水溶液，2.5％ゼラチン水溶液，0.2％塩酸，ｐH計 方法 @試験管にアラビアゴム水溶液を2ml入れ，これにゼラチン水溶液を2ml入れる。 A混合液に塩酸をスポイトで滴下すると白濁るが，かくはんすると消える。 B白濁が消えなくなったところ，もっとも白濁したところ，白濁が消えたところのそれぞれの試料をスライドガラスに取り，カバーガラスをかけて検鏡する。顕微鏡のしぼりをしぼって観察する。視野中でもっとも大きいコアセルベートの大きさを測定する。また，コアセルベートが分裂したり，接合したりする様子を観察する。 Cそれぞれの試料のｐHをｐH計で測定する。試料に50％グリセリン水溶液を2ｍｌ加えたり，スライドガラス上にメチレンブルを滴下すると観察しやすくなる。また，ゼラチン溶液を温めるとよい。 結果 混合液の濁りとともにコアセルベートが生じた。 考察 @分裂したり，接合したりする粒子の大きさは一定だったか。 Aコアセルベートが生じるｐＨはどの範囲だったか。なお，ｐHが1.5〜4.8の酸性溶液中ではアラビアゴム粒子は負に，ゼラチン粒子は正に帯電していることが知られている。アラビアゴム粒子はｐHが1.5以下になると正に帯電し始め，ゼラチン粒子はｐＨが4.8以上になると負に帯電するようになる。このような粒子の帯電とコアセルベートの形成は関係があるだろうか。 B細胞との類似点と相違点を考察してみよう。 発展 @2％アラビアゴム水溶液と2％メチレンブルー水溶液をスライドガラス上に１滴ずつ離れて落とし、カバーガラスを静かにかけて両液の境界面を検鏡しよう。ゼラチンの代りに2％メチレンブルー水溶液を用いてみよう。メチレンブルーを用いた場合には塩酸を加えずにコアセルベートが観察できる。 解説 ゼラチンはタンパク質の一種であるが、アラビアゴムは生物起源ではないので、生物の起源を考察させる実験としては適当ではないという批判がある。オパーリンが『生命の起原』（1924）で例示しているコアセルベートの材料はゼラチンと卵白レチシンとか、ゼラチンとプロタミンなどいろいろあるので、オパーリンのコアセルベート説をアラビアゴムという素材の点で否定しようという論旨は見当外れである。 ここで使用している素材は学校で簡便に入手できて安価で、かつコアセルベート形成の条件がゆるやかで成功率が高いために選ばれているのである。 A0.1モルの硫酸銅水溶液10mlにヘキサシアノ鉄（IV）酸カリウムの小さな結晶を入れて，人工の半透膜を作って観察してみよう。 トラウベの人工細胞の観察 |