平 成 19 年 度 中 学 校 初 任 者 研 修 講 座 センター 研 修 Ⅰ 理 科 分 科 会 ( 生 物 領 域 ) 平 成 19 年 5 月 30 日 ( 水 ) 岩 手 県 立 総 合 教 育 センター 科 学 産 業 教 育 室 生 物 研 修 室 生 物 領 域 の 指 導 の 実 際 授 業 改 善 の 視 点 ( 実 験 観 察 の 工 夫 ) 1 植 物 組 織 の 観 察 (1) 被 子 植 物 ( 双 子 葉 類 )の 茎 の 観 察 (2) 被 子 植 物 ( 単 子 葉 類 )の 茎 の 観 察 (3) 果 実 の 道 管 の 観 察 2 植 物 細 胞 と 動 物 細 胞 の 観 察 (1) 植 物 細 胞 (2) 動 物 細 胞 3 体 細 胞 分 裂 の 観 察 基 礎 操 作 の 習 得 ( 顕 微 鏡 の 使 い 方 ) 授 業 の 分 析 と 診 断 ( 生 物 実 験 の 教 材 準 備 と 予 備 実 験 について) 実 験 観 察 教 材 研 究 の 留 意 点 ア 事 前 の 準 備 ( 材 料 の 確 保 栽 培 飼 育 ) イ 予 備 実 験 ( 材 料 の 妥 当 性 ) ウ 安 全 点 検 生 物 実 験 では 条 件 の 制 御 が 重 要! 実 験 の 時 間 帯 温 度 等 材 料 選 定 のポイント ア 身 近 で 入 手 しやすい イ 安 価 で 入 手 しやすい ウ いつでも 入 手 しやすい エ 観 察 しやすい
1 茎 のつくりを 調 べよう (2 分 野 上 P33) (1) 被 子 植 物 ( 双 子 葉 類 )の 茎 の 観 察 準 備 試 料 (ハルジオンなどの 茎 ) 検 鏡 セット( 顕 微 鏡 ピンセット 柄 つき 針 カミソリ スライドガラス カバーガラス ろ 紙 スポイト)シャーレ 時 計 皿 水 染 色 液 (サフラニン 細 胞 壁 を 赤 く 染 色 ) 1 ハルジオンの 茎 を 薄 くスライス(1 横 方 向 と2 縦 方 向 )し 切 片 を 水 に 浮 かせる 2 上 手 に 薄 く 切 れた 切 片 を 選 び 時 計 皿 の 染 色 液 にちょっと 浸 し 水 洗 後 スライドガラ スにのせ 水 で 封 じて 検 鏡 する シクラメンの 茎 のように 柔 らかすぎてかえって 薄 く 切 りにくい 材 料 は 次 のように 尐 し 工 夫 をすると 切 片 として 観 察 することができる. 安 全 かみそりの 刃 を2 枚 用 意 し,その 開 にカバーガラスをはさむ 親 指 びと 人 さし 指 でかみそりの 刃 を 強 く 押 さえながら 花 茎 や 葉 柄 などをさっと 切 り 取 る かみそりの 刃 をただ 押 しつけるのではなく, 斜 めに 引 くように 手 早 くきるとよい (2) 被 子 植 物 ( 単 子 葉 類 )の 茎 の 観 察 準 備 試 料 (タケノコ:スーパーマ-ケットで 袋 入 りのタケノコを 買 ってきてもよいし, 生 の 柔 ら かいタケノコでもよい) 検 鏡 セット シャーレ 時 計 皿 水 染 色 液 (サフラニン 細 胞 壁 を 赤 く 染 色 ) 1 かみそりの 刃 で, 薄 い 切 片 を 作 る 2 切 片 をサフラニンの 染 色 液 の 中 に2~3 分 入 れて 染 色 する 切 片 を 染 色 せずにそのままスライドガラスにのせて 観 察 し てもよい 3 切 片 をピンセットでスライドガラスの 上 に 取 り, 水 を 加 えて カバーガラスをかけ まず 低 倍 率 (4 10)の 顕 微 鏡 で 観 察 する 維 管 束 が 断 面 全 体 にぎっしりと 並 んでいるのがみえる 4 タケノコ 中 央 に 近 いほうにある 大 きな 維 管 束 を, 中, 高 倍 率 (150~600 倍 )の 顕 微 鏡 で 観 察 する ヒトの 顔 のような 形 をした 維 管 束 の 断 面 で, 目 や 口 のように みえるのが 道 管,その 外 側 にかたまっているのが 師 管 である (3)バナナの 果 実 ( 果 皮 )の 道 管 の 観 察 準 備 試 料 バナナ 検 鏡 セット 時 計 皿 スポイト 水 染 色 液 (トルイジンブルー 成 分 別 に 染 色 できる) 1 バナナの 皮 をむき 内 側 のすじ( 葉 脈 のなごり)をピンセットではがし 約 2cm の 長 さに 切 り 取 る 2 1を 染 色 液 の 中 に2~3 分 入 れる 3 2をスライドガラスの 上 にのせて 5mm の 長 さに 切 り 水 を 一 滴 滴 下 してカバーガラ スをかけ 濾 紙 の 上 から 指 先 で 押 しつぶす 4 低 倍 率 で 検 鏡 する - 1 -
2 植 物 と 動 物 の 細 胞 のつくりを 調 べよう (2 分 野 下 p35) 材 料 植 物 細 胞 ムラサキツユクサ(の 茎 の 表 皮 )[ 染 色 前 染 色 後 ] オオカナダモ(の 葉 )[ 染 色 前 染 色 後 ] タマネギ(のりん 片 葉 = 食 用 部 分 )[ 染 色 前 染 色 後 ] ムラサキツユクサ(のおしべの 毛 ) 動 物 細 胞 ヒトのほおの 内 側 の 粘 膜 [ 染 色 前 染 色 後 ] 動 きの 早 い 生 物 の 観 察 ミドリゾウリムシ( 単 細 胞 生 物 ) メチルセルロースの 土 手 ミドリムシ( 単 細 胞 生 物 ) をつくりその 中 に 試 料 を クロレラ( 単 細 胞 生 物 ) 入 れて 観 察 するとよい 1 植 物 や 動 物 の 細 胞 を 用 意 する 2 プレパラートを2 枚 つくる ( 染 色 前 染 色 後 ) 染 色 しないもの 試 料 に 水 を 滴 下 して カバーガラスをかける 染 色 するもの 試 料 に 染 色 液 を 滴 下 して 約 3 分 間 置 き カバーガラスをかける 3 顕 微 鏡 で 観 察 する 3 細 胞 分 裂 を 観 察 しよう (2 分 野 下 P41) 実 験 のポイント 留 意 点 ア 種 子 や 球 根 を 発 芽 させる 種 子 根 端 のバットにペーパータオルをしき,(シャーレにろ 紙 でもよい) 水 で 湿 らせ,タマネ ギの 種 子 をまく 方 法 がよい 水 の 蒸 発 を 防 ぐためにラップをかけておくとよい タマネギやニンニクなどの 水 栽 培 外 側 の 皮 をはぎとり, 水 がやっと 発 根 部 に 触 れる 程 度 にし, 水 中 につけないようにする 水 は 腐 りやすいので 毎 日 かえる タマネギは, 休 眠 期 のものや 発 芽 抑 制 剤 で 処 理 されたものは 発 根 しないので 注 意 が 必 要 である ( 削 り 取 る) イ 根 の 切 り 取 り 分 裂 の 盛 んな 若 い 根 朝, 気 温 が 上 がる 前 (9 時 ごろまで)に 採 取 し,すぐに 処 理 するとよい 固 定 : 酢 酸 アルコール( 氷 酢 酸 1:エ タノール3)で 20 分 以 上 保 存 :70%エタノール 酢 酸 アルコール ふたをする ウ 塩 酸 処 理 根 10% 塩 酸 60 で 湯 せん 細 胞 をはなれやすくし, 染 色 しやすくするために 行 う 温 度 とはできるだけ 正 確 にし, 時 間 は 根 の 太 さによるので,いろいろテストするとよい 処 理 が 長 過 ぎると, 材 料 がやわらかくな り 過 ぎ, 染 色 が 不 良 になるので 注 意 する 保 温 製 のカップ を 使 うとよい エ 染 色 酢 酸 オルセインを 滴 下 し 3 分 以 上 待 ってからカバガラスをかける 酢 酸 カーミンより 染 色 状 態 が 優 れている 保 存 は 冷 蔵 庫 に 入 れておくのがベスト オ 押 しつぶし 根 の 形 がわからなくなる 程 度 がよい 押 しつぶしが 足 りない とうまく 見 えない - 2 -
基 本 操 作 の 習 得 ( 顕 微 鏡 の 使 い 方 ) 1 顕 微 鏡 の 種 類 顕 微 鏡 ( 児 童 用 )には, 大 きく 分 けて3つの 型 がある A 小 型 鏡 筒 で 鏡 筒 上 下 型 B 標 準 鏡 筒 で 鏡 筒 上 下 型 C ステージ 上 下 型 教 師 用 顕 微 鏡 は, 児 童 用 BかCに 絞 り 機 構, 集 光 機 構 (コンデンサーレンズ), 微 動 機 構, 載 物 台 移 動 機 構 (メカニカルステージ)などがついているもので, 交 換 用 対 物 レンズ, 接 眼 レンズの 数 も 多 くなっている. 顕 微 鏡 の 各 部 の 名 称 は 次 のとおりである 小 型 鏡 筒 の 顕 微 鏡 の 中 には, 微 動 ねじがなく レボルバーに 対 物 レンズが 固 定 されてあったり 接 眼 レンズも 固 定 してあるものがある このような 顕 微 鏡 は, 最 高 表 示 倍 率 が 高 いわりに 安 価 で あるが, 一 般 的 に 視 野 が 暗 い 色 がにじんで 見 える 何 となくぼやけて 見 えるなど, 見 え 方 の 悪 いものがみられる 2 顕 微 鏡 の 持 ち 運 び 顕 微 鏡 は, 精 密 機 械 であるから 持 ち 運 ぶときは ショックを 与 えないように, 片 手 でアーム の 部 分 を 持 ち,もう 一 方 の 手 で 鏡 脚 を 支 えるようにして 持 ち 運 ぶ また ケースの 中 に 入 れて 運 ぶ 場 合 は ケースの 扉 が 開 かないように 注 意 して 運 ぶ 3 顕 微 鏡 で 観 察 する 場 合 の 場 所 顕 微 鏡 で 観 察 する 場 合 視 野 が 暗 いと 十 分 な 観 察 ができない そのような 場 合 には, 外 光 や 光 源 装 置 を 用 いて 光 を 導 く ただし, 光 源 装 置 がない 場 合 は, 直 接 日 光 が 当 たらない 北 向 きの 窓 か 南 向 きの 窓 の 場 合 は カ ーテンなどを 引 いて 直 射 日 光 が 顕 微 鏡 に 入 らないように 注 意 する - 3 -
4 顕 微 鏡 の 基 本 操 作 (1) 対 物 レンズのセット レボルバーを 回 して 最 低 倍 率 のものにする (しまうときに 常 に 最 低 倍 率 にしておくように 心 がけておく) (2) 光 源 の 確 保 顕 微 鏡 のステージの 上 に 何 も 載 せずに 見 て 視 野 が 一 番 明 るくなうように 反 射 鏡 の 向 き を 変 える (3) 試 料 の 設 置 見 たいものが 視 野 の 中 央 にくるように 試 料 (プレパラート)をステージの 上 にのせて クリ ップでとめる (4) ピント 合 わせ 真 横 から 見 ながら 調 節 ネジを 回 し 対 物 レンズをプレパラートにできるだけ 近 づける 接 眼 レンズを 覗 き 徐 々にプレパラートから 対 物 レンズを 離 すようにしてピントを 合 わせ る (5) しぼり 調 節 観 察 したいものが 最 もはっきり 見 えるようにしぼりを 調 節 する 試 料 の 見 たい 部 分 を 視 野 の 中 央 に 入 れ, 見 やすいように 明 るさを 変 えるために 絞 りを 調 節 する (6) 倍 率 変 更 詳 しく 観 察 したい 部 分 を 視 野 の 中 央 にいれ レボルバーを 回 して 対 物 レンズを 変 えて 倍 率 を 高 くする このとき 調 節 ネジを 回 さない ほんのちょっと 回 す 低 倍 率 ピントが 合 えば そのまま 高 倍 率 でもピントが 合 うように 設 計 されている 倍 率 の 求 め 方 対 物 レンズが10 で 接 眼 レンズが10 のときは 対 物 レンズの 倍 率 接 眼 レンズの 倍 率 = 総 合 倍 率 10 10 100 となり 倍 率 は100 倍 となります 5 顕 微 鏡 取 り 扱 い 上 の 留 意 点 ストッパーが 顕 微 鏡 についていないときは 対 物 レンズとプレパラートを 近 づけすぎて ぶつ かったり 汚 したりすることがある したがって 4-(4)の 操 作 を 必 ず 行 い 対 物 レンズを 傷 つけ たり 汚 したりしないようにする 必 要 がある もし, 対 物 レンズが 汚 れてしまった 場 合 は レンズ 等 をいためないキシロールなどの 溶 剤 を 尐 量 含 ませた 洗 いざらしのガーゼやレンズ 用 クリーニングペーパーなどでレンズの 中 心 部 から 周 辺 部 へ 軽 く 拭 いて 汚 れを 落 とす 機 械 部 分 についても ゴミなどが 付 着 して 動 きが 渋 くなったり すり 減 って 焦 点 が 勝 手 に 動 い てしまうようなことがあるので 普 段 から 取 り 扱 いには 細 心 に 注 意 を 払 うとともに ゴミがかか らないように 保 管 する 必 要 がある - 4 -
5 けんびきょうマスタープレパラート (1) けんびきょうマスタープレパラート1 顕 微 鏡 で 検 鏡 するとき 顕 微 鏡 の 視 野 と 実 物 の 見 え 方 の 違 いを 確 認 するプレパラートである 図 Ⅲ-5 のようなシート をスライドガラスに 貼 ったプレパラートをステージにセット して 低 倍 率 から 検 鏡 させ 正 しく 読 むためのプレパラート の 向 きや 動 かし 方 を 確 かめさせる 7 4 倍 で 検 鏡 すると 図 Ⅲ-6 左 のように 見 えるが プ レパラートを180 度 回 転 させると 図 Ⅲ-6 右 のように 見 える 7 10 倍 で 検 鏡 すると 図 Ⅲ-7 のように 文 字 の 一 部 しか 見 えないので 別 な 文 字 を 読 むためにプレパラートの 動 かして 読 む 図 Ⅲ-5 プレパラート1のシート 図 Ⅲ-6 7 4 倍 で 検 鏡 した 顕 微 鏡 の 視 野 図 Ⅲ-7 7 10 倍 で 検 鏡 した 顕 微 鏡 の 視 野 (2) けんびきょうマスタープレパラート2 けんびきょう の 文 字 を 左 右 上 下 上 下 左 右 を 逆 にしたらどう 見 えるか 予 想 し 顕 微 鏡 の 視 野 の 中 で は 上 下 左 右 が 逆 に 見 えていることを 確 認 するプレパ ラートである 図 Ⅲ-8 のような 左 右 を 逆 にした 文 字 上 下 を 逆 にした 文 字 上 下 左 右 を 逆 にした 文 字 の 書 かれているシートを 使 って 検 鏡 し 正 しく けんび きょう 読 めるものを 探 す( 図 Ⅲ-9 ) 図 Ⅲ-8 プレパラート2のシート 上 下 逆 にした 文 字 左 右 逆 にした 文 字 上 下 左 右 逆 にした 文 字 図 Ⅲ-9 プレパラート2の 検 鏡 の 結 果 (3) けんびきょうマスタープレパラート3 顕 微 鏡 で 見 た 視 野 の 大 きさと 実 物 の 視 野 の 大 きさを 実 感 させ るプレパラートである 図 Ⅲ-10 のシートを 貼 ったプレパラ ートを 肉 眼 で 見 て 各 倍 率 で 検 鏡 したときの 視 野 の 大 きさを 予 想 し( 外 側 真 ん 中 内 側 の 円 のどれか) 実 際 に 検 鏡 して 顕 微 鏡 での 視 野 を 確 認 する( 図 Ⅲ-11 ) これは プレパラートを 作 成 するときの 試 料 の 大 きさのめどにもなる また 低 倍 率 と 高 倍 率 で 見 える や の 数 を 数 えることにより 見 たいもの を 見 つけやすい 倍 率 と 最 初 に 低 倍 率 で 観 察 する 理 由 を 考 えさ せる 7 4 倍 7 10 倍 図 Ⅲ-10 プレパラート3のシート 7 40 倍 - 5 - 図 Ⅲ-11 各 倍 率 で 検 鏡 したときの 視 野
(4) 顕 微 鏡 マスタープレパラート4 顕 微 鏡 の 視 野 の 直 径 を 測 定 するプレパラートである ミクロメー ターのかわりに 図 Ⅲ-12 のような 1mm 方 眼 を 印 刷 したシートを 貼 ったプレパラートで 測 定 する 高 倍 率 では 視 野 の 直 径 が 1 mm 以 下 なので 対 角 線 をうまく 使 って 0.5mm まで 測 定 する 各 倍 率 の 視 野 の 直 径 を 求 め( 図 Ⅲ-13 ) 対 物 レンズの 倍 率 と 視 野 の 直 径 の 関 係 を 考 えさせる 対 物 レンズを4 10 倍 視 野 の 直 径 2/5 倍 10 40 倍 視 野 の 直 径 1/4 倍 図 Ⅲ-12 プレパラート4のシート 7 4 倍 7 10 倍 7 40 倍 約 4.5mm 約 2mm 約 0.5mm 図 Ⅲ-13 各 倍 率 の 視 野 の 直 径 (5) 教 材 の 作 成 スライドガラスに 貼 るシートは 図 Ⅲ-14 のように Excel で 作 成 する セルの 列 幅 行 幅 を 20 ピクセルにして 罫 線 を 引 き 1mm 方 眼 で 印 刷 できるようにページ 設 定 図 Ⅲ-15 の 縮 小 率 を 調 節 する 回 転 させた 文 字 は 画 像 化 した 文 字 を 画 像 処 理 ソフト( 花 子 フォトレタッチなど)で ミラーさせて 作 成 する 図 Ⅲ-14 プレパラート 作 成 シート 図 Ⅲ-15 ページ 設 定 参 考 文 献 岩 手 県 総 合 教 育 センター(2006) 岩 手 県 教 育 研 究 発 表 会 発 表 資 料 長 谷 川 政 興 (1999), 京 都 の 生 物 教 育 京 都 府 生 物 教 育 会 北 海 道 立 理 科 センター(2001) 北 海 道 立 理 科 センター 指 導 資 料 第 33 集 - 6 -