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【SS生物】クロマトグラフィーによる光合成色素の分離実験

2年生のSS生物の授業で、クロマトグラフィーによる光合成色素の分離実験を行いました。

生徒の感想  (2年3組 本郷駿  川越市立名細中学校出身)

 今回は、光合成色素の抽出と分離を行い、それぞれの生物が持つ色素の種類を確認することを目的として実験をしました。ホウレンソウ(種子植物)、アオサ(緑藻類)、ワカメ(褐藻類)、イワノリ(紅藻類)、スピルリナ(シアノバクテリア)に、それぞれアセトンを入れた後、TLCシート、展開溶液を用いて観察をしました。結果として様々な光合成色素を5つの生物から確認することができ、面白かったです。私はこの実験で、色々な光合成色素で吸収しにくい光を補い合って吸収しているのだなと考えました。これからも深く考えて学習していきたいです。

 

まず、光合成色素の分離実験

試料はホウレンソウ・アオサ・乾燥ワカメ・イワノリ・スピルリナです。

資料集を見ながら、それぞれの試料に含まれる光合成色素を予想します。

試料はそれぞれをグラインダーにかけ、粉々にしてマイクロチューブに入れたものにアセトンを加えよく振り、色素を抽出します。

静置した後、TLCシート(アルミシートに細かいシリカゲルが塗ってあります)にガラス細管で色素液をスポット(しみこませる)していきます。ある程度の色の濃さになったら、展開溶媒が入っている容器に入れ、観察します。

展開液がTLCシートの終線まで、上昇したら、取り出して、それぞれを見比べ、各試料で分離できた光合成色素を確認します。

 

光合成色素の光吸収の実験

スピルリナの粉末を、エタノールと水に溶かし、ろ過します。

△(左)エタノールで抽出したもの(右)水で抽出したもの

それぞれ抽出した色素に光を当てて観察します。反射光と透過光が確認できます。

【生物基礎】SDGsに関するワークショップ

2年生が修学旅行の間、1年生の生物基礎で1・2時限目を使いSDGsに関するワークショップが行われました。講師はファシリテーターの資格を持つ生物科の三上教諭です。

今回は1年8組にお邪魔しました。

生徒の感想  (1年8組  齊藤孝太  東松山市立北中学校出身)

今日、色々なところで目や耳にする「SDGs」。その「SDGs」について体験型のゲーム「2030SDGs」を行いました。簡単にいうと与えられた時間とお金でプロジェクトを行い目標を達成するといった内容です。

このゲームから、世の中を良くするためには自分はどう動くべきだろうと考えるきっかけをもらいました。というのも、誰かがプロジェクトを行うたびに「経済・環境・社会」のパラメーターが変化し世界の状況が流動するからです。これから生きていく中でも、自分のことだけではなく、世のことも考え過ごしていきたいです。

ゲームについてはこちらもご覧ください。

 

SDGsについての講義と、ゲームについての説明を受け、実際にゲーム開始です。

続々とプロジェクトを達成するための行列ができました。

プロジェクトが達成されるにつれて、経済だけが発展し環境と社会が後退してしまいました。(マグネットの数で発展度を表しています。)

前半のゲームが終わり、中間発表で、世界の状況を確認します。それを聞いて後半のゲームに臨みます。

世界の状況を確認しつつ、自分のゴールを達成するために、各自交渉したり協力したりして、ゴールを目指します。

ゲームの後半が終わって、世界の状況も改善されていきました。そのためには、どの様な行動が必要だったでしょう。

 ゲームについての振り返りを行いました。さらに、三上教諭から、「世界はつながっている」ということをパーム油を具体例としてお話がありました。

生徒は、SDGsについてより考える機会となりました。

【物理基礎】音の性質

 2年生の物理基礎で音の性質についての実験が行われました。

クイズ形式の問題が出され、実験で確かめていきます。 

 

 

生徒は札を使ってクイズに答えます。答えが出そろたったら、実験で確かめます。

 音の伝わるや速さについて、人に聞こえる音について、音の干渉についても体感しました。

生徒の感想  (2年5組  田中優希  滑川町立滑川中学校)

スピーカーから音を出して自分が聞こえる一番高い音は何Hz(ヘルツ)まで聞こえるか。波の性質から打ち消しあうところの音は小さくなる。また、音が重なり合うところでは音が大きくなる。その違いを感じる実験をしました。

実験をやってみて、人間は意外と高い音が聞こえるのと、低すぎる音は聞こえないことが分かりました。また、音は個体→液体→気体の粒子の密度が高い順に伝わる速さが速いことが分かりました。僕のこれからの抱負は定期テストでも入試でも点数を取れるように長期的に記憶するため、ただ覚えるだけではなく理解しながらできるようにしていきます。

 

【地学基礎】太陽の観測

2年生の地学基礎で、屋上の天文台で太陽の観察を行いました。 

 生徒の感想  (2年1組  酒巻朝陽  熊谷市立大里中学校出身)

 今日の実験では今地学基礎で学んでいる、太陽を観察しました。松山高校の屋上には天文台があり、開校90周年記念でいただいた望遠鏡を使いました。

 太陽には、黒点やプロミネンスがあり、運がいいと、2つが見えるといわれてましたが、この日はどちらも全く見えなくて、少し残念な太陽観察になってしまいました。

 望遠鏡で見た太陽は丸くてとても白かったです。自分の名前は朝日なのでその太陽のように輝き続けていきたいと思います。

 

10人ぐらいずつ天文台の中に入り、加藤先生による望遠鏡の紹介と、太陽についての説明を受け、モニターで太陽の観察をしました。

モニター上の太陽です。残念ながら、黒点が見えない周期に入ってしまい、真ん丸な太陽を観察しました。

【生物】遺伝子導入実験

 3年生、生物の選択クラスで、pGLOバクテリア遺伝子組み換えキットを使った、遺伝子導入実験を行いました。

生徒の感想  (3年6組  滝澤樹乃  行田市立西中学校出身)

 今回は2日間にかけて遺伝子組み換えの実験をしました。この実験は、故意に、大腸菌が持っていない遺伝子を取り込ませ(遺伝子導入)、その新しい遺伝情報を大腸菌内で発現させるというものです。

 遺伝子組み換えは、世の中に存在しない生物を生み出すので、取り扱いがとても重要です。言葉で表すとすぐできるように感じてしまうでしょう。実際は、50分でやるのは難しく、いかに班員で協力してスピーディーに取り組むことが大切かを実感しました。

 また、今回は初めて少量の液体を測り取りました。まだまだ使ったことのない器具もあるので、今後の実験で新しいことをやるのが楽しみです。

 

 

この実験では、生物発光するクラゲのGFP(紫外線を当てると、鮮やかな緑色の光を発するタンパク質)の遺伝子を専用の大腸菌に取り込ませ、GFPを持つ大腸菌(紫外線を当てると緑色に光る大腸菌)を作り出します。

最初に机や手を消毒します。

専用の大腸菌を培養したプレートより大腸菌をチューブに取ります。

つぎに、pGLO(GFP遺伝子を含んだプラスミド)溶液からプラスミドを取り大腸菌に加えます。(+DNA)

この時、コントロールとしてプラスミドを加えないものも用意します。(ーDNA)

氷上で10分ほど静置した後、42℃のお湯に50秒間付け、氷上に戻し2分間静置します。(ヒートショック)

そのあと大腸菌の栄養となるLB培地を加え10分ほど室温で放置します。ここで大腸菌はプラスミドを取り込んでいるはずです。

その間に、プラスミドDNAに紫外線を当てて光るかどうかの確認をしました。

DNAだけでは緑色に光りません。

遺伝子導入した大腸菌と、導入していない大腸菌を寒天培地のプレートにまき、ひとまとめにして37℃で一日培養します。

次の日、培養したプレートを取り出し、観察します。

UVライトボックスに入れて、覗くとGFP遺伝子が発現したものだけが、緑色に光っています。

△左上と右下のプレートは、遺伝子導入をしていないもの(-DNA)、左下と右上は遺伝子導入をしたもの(+DNA)です。左下のプレートだけが、GFPを作り緑色に発光しています。

最後に机と手を消毒し、使用した器具なども滅菌して処分します。バイオハザードを起こさないために!

【地学基礎】火成岩の分類と密度測定

 地学基礎の授業で、火成岩についての実験を行いました。火成岩はマグマが冷えて固まった岩石であり、急激に冷え固まってできた火山岩と、ゆっくりと冷えて固まった深成岩に分けられます。

 いくつかの火成岩を肉眼観察で分類しその特徴をつかみ、それらの岩石の密度を測定し、密度と地球内部の構造を考える実験です。

生徒の感想  (2年 1組 芦原漣  坂戸市立住吉中学校出身)

 ルーペを使い、火成岩に光沢があるかどうかを基準として火山岩と深成岩に分類した。そして同じ岩石組織のグループ内で色調の順(黒っぽいものから白っぽいもの)に並べた。

 火成岩の密度測定では、アルキメデスの原理を利用し、形のバラバラな岩石の体積を求めることができた。今回の密度測定の結果から、地球の層がどのような岩石に近いのかが分かりおもしろかった。また実際に岩石にさわることで特徴をよく知ることができた。

 

 

まずは、6種類の火成岩の岩石標本(岩石の小さい塊)をルーペでよく観察します。岩石の組織から火山岩と深成岩に分類し、色調からさらに岩石を特定していきます。

次に岩石の密度を測定します。それぞれの岩石とボルト(鉄の塊)の重さを測り、アルキメデスの原理を利用して、それぞれの岩石とボルト(鉄)の体積を測ります。重さと体積から密度を計算します。

中には、水に入れると気泡が出てくる岩石もありました。こういった岩石は、隙間が多く、密度は小さいと予想できます。

地球の内部は地球表面から 地殻上層部・地殻下層部・上部マントル・核 と層状構造をしています。それぞれの層の平均密度と、今回測定した深成岩と鉄などの密度とをくらべ、それぞれの層はどの岩石に近いかを考察しました。

手元の岩石から、地球の内部を想像できる機会となりました。

【生物基礎】カタラーゼの実験

 1年生の生物基礎では、酵素の最適温度・最適pHを調べる実験を、ネットや教科書・資料集などの資料を基に自分たちで組み立てて行う実験をしています。今回は1年6組にお邪魔しました。

 

生徒の感想  (1年6組  江原颯太  深谷市立川本中学校出身)

 カタラーゼの最適温度、最適pHを調べる実験で、酸性・アルカリ性・中性の液体に過酸化水素水を加えてから液温を0℃・20℃・40℃・70℃にし、そこに肝臓を加えてカタラーゼの反応を見た。私たちは、今回のような実験は高校生となって初めて行いました。中学とは違い、手順や必要な道具など詳細なことは、自分たちで調べたり考えたりしなければなりません。私たちの班では、過酸化水素水を加えるのを忘れてしまったり、試験管の数が足りないなどハプニングもあったが、この実験を通してカタラーゼは中性でヒトの体温位が最も活発に反応することに気づけました。

 

 

実験の前に実験計画を班で話し合い、実験計画書を提出します。

 試料は肝臓に含まれるカタラーゼを使います。カタラーゼがどんな酵素か調べ、”カタラーゼが熱で失活することを調べる実験”と、”カタラーゼの最適pHはほぼ中性であることを確認する実験”を考えます。

 使用する器具や薬品、装置も用意してあるものから、必要な数を自分たちで考え使います。用意している以外のものが必要になれば計画書に書いておきます。(そうすることで、実験の日までに用意しておきます。)

 

実験当日! 各班で使うものを集め実験開始です!!

各班、各自の方法・順序で実験を行っています。一見するとみんなバラバラなことをやっているようにも見えます(汗)

最後は試験管などを洗ったり、道具を戻したりと片付けもきちんとします。

班で実験のまとめをして、考察します。生徒は、考えることがたくさんあり大変ですが、深く理解する助けになるはずです。頑張れ!(毎回このような実験を行っているわけではありません。)

【生物】脱水素酵素による酸化還元反応の実験

3年選択生物で脱水素酵素の実験を行いました。

 

アスピレーターやツンベルク管など初めて手にする器具を使い、酵母とメチレンブルーを使って脱水素酵素のはたらきを確認します。

 

メチレンブルーはふつう青色ですが、水素と結合して還元されると無色になります。

 

メチレンブルーが青色から無色になることで、クエン酸回路におけるコハク酸脱水素酵素の働きを確認することができました。

 

 

【生物基礎】顕微鏡の扱い方

生物基礎で顕微鏡の観察実験を行いました。

このクラスは実験の後で身体測定があったので、今回は特別に体操服で実験しています。

松山高校では、ひとり1台、高性能な顕微鏡を使っています。

ムラサキツユクサの雄しべの毛

 

ネンジュモ

 

口腔内表皮細胞

 

生徒たちは、顕微鏡でしか見られないミクロの世界に魅了されていました。

【地学基礎】歩いて測る地球の大きさ

2年生の普通科文系の地学基礎で、「歩いて測る地球の大きさ」という実習が行われました。

松高内の南北に延びる2地点を自分の歩幅で測り、エラトステネスの方法によって地球の大きさを求めます。このことによって、普段実感のない地球の大きさを体験的に知ることができます。

今回は2ー4文系と、2-5文系のクラスにお邪魔しました。

生徒の感想  (2年4組  中山椋介  小鹿野町立小鹿野中学校出身)

 体育館横にあるトイレから、ラグビー部の倉庫の横までの直線距離を歩いて測り、一歩の間隔や平均の距離などを求めて、それらを利用して地球の円周を計算する実験をしました。

 高2になり、外に出て初めての実験をしました。自分の体を使って実験するのは不安だったけれど、とてもやりがいを感じ、楽しかったです。結果をまとめるまで容易ではなかったけれど、友達と協力して各々の答えを出すことができました。誤差が大きくなってしまったので、また次の授業に繋げていきます。

 

実習は、松高内のほぼ同緯度にある2地点(A・B地点)の距離を歩いて測歩します。

まずは、B地点からA地点を目指してできるだけ真っすぐ、できるだけ同じ歩幅で歩数を数えながら歩きます。

A地点(ツツジの植込みの根本)からB地点まで同様に歩きます。

A-B地点を2往復してデータを取ります。みんな神妙に歩きます。

最後に20メートルを2往復歩いて、一歩の歩幅を出します。

後半は教室に戻って、A地点・B地点の経度と歩数から求めた距離を使って地球の円周を計算しました。