平成２６年度指定

スーパーサイエンスハイスクール
研 究 論 文 集
第２年次

平成２７年３月
群馬県立前橋女子高等学校

目次【ＭＪラボ】
１．点光源から放射状の筋が見えるのはなぜか ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ １
２．ダイコンの根の部位によるちがい ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ ３
３．コンニャク培地の可能性を探る ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ ５
４．ハトのフンが頭に落ちる確率はどれくらいか ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ ７
５．生分解性プラスチックの研究 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ ９
６．マツの葉の気孔で大気汚染の現状を知ることができるか ・・・・・・・・・・・・・・ 11
７．ツタの吸盤を探る ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 13
８．植物に色水を吸わせて蒸散させると ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 15
９．土の深さによって生息する菌の性質は異なるか ・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 17【地学部】
10．伝統的七夕ライトダウンの普及と科学的評価 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 19
11．暗順応による星空の見え方の変化 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 21【理科部】
12．溶液の pH による黒カビの再繁殖速度の違い

・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 23

13．食べ物に含まれるタンパク質分解酵素 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 25

点光源から放射状の筋が見えるのはなぜか
Why can you see light as radical lines?
東野 優里香【概要】夜、信号を見るといくつかの放射状の光の筋が見えることがある。信号はほぼ点光源なので、放射状の光の筋が見えるのは不思議に思えるが、点光源から放射状に光が見える。眼鏡をかけると、その形状がまた変化したように感じられ、その原因は何か、またどういう仕組みでそれが起こるのか、その検証を行った。球面収差と瞳孔が多角形になることに着目し、仮説を立てたところ、要因の一部ではないかと考えられる。
【Abstract】When I look at a midget lump, I seem to see some radical lines. I was interested inreceiving light as radial lines, and decided to study about it. The reason seems to be caused by theeye structure, and I made two hypotheses.
予備実験を重ねたところ、放射状の光が見えるかどうかは、瞳孔の開き具合によって決まると考えら

教科書の図（図 2）は正確ではない可能性を検討した。

れる。このとき、点光源からある方向に筋が見える

瞳孔が開いているとき、瞳孔散大筋が収縮し、瞳ということから、何らかの異方性がカギになってい孔括約筋が弛緩する。そのとき瞳孔散大筋は放射線ると思われる。そこで、瞳孔周辺の目の構造につい状に広がる筋肉なので、放射線状に瞳孔括約筋を引て文献調査をした結果、瞳孔括約筋と、瞳孔散大筋、っ張るために、引っ張った部分に角ができ、不規則というものが見つかった。

な多角形となりその各辺で光の回折が起こると考える。逆に瞳孔散大筋が弛緩し、瞳孔括約筋が収縮

１、仮説の設定Ⅰ

するときは、瞳孔の形が円に近づくと考えた。

仮説Ⅰ、瞳孔多角形説 瞳孔が開いているときのほうが、放射状の光の筋が見えやすいことから、瞳孔散大筋の収縮時に瞳孔が不規則な多角形となり、多角形の各辺で光の回折が起こるのではないか、と考えた。

図 2 の右側の暗い時の瞳孔の形は円形ではなく多角形になっているのではないだろうか。
２、研究方法Ⅰ
この仮説が正しいのかを確かめるために、光の回折ができることを確かめた。

明るい

暗い

瞳孔

縮小

拡大

瞳孔括約筋

収縮

弛緩

瞳孔散大筋

弛緩

収縮

図 1 瞳孔散大筋と瞳孔括約筋の関係(１) 光学台を用いて、光源の前に多角形を切り抜いた紙を置く(２) 凸レンズの上を(１)で用いた切り抜いた紙で覆う(３) カメラの前に、スリットを入れた紙を置き、そのスリット越しに撮影する(４) カメラで絞りを用いて撮影する
しかし、２つの検証実験で回折光の発生を確かめることはできなかったので、部分的には正しいが、不十分であると考えた。そこで、群馬大学医学部の図書館へ行き、文献調査を行ったところ球面収差と図 2 瞳孔の収縮拡大図（『数研出版 生物 P216 図 15』より引用)

いうものが見つかった。

３、仮説の設定Ⅱ

５、検証結果Ⅱ

仮説Ⅱ、球面収差説 瞳孔が開いているときのほうが放射状の筋を確認しやすいことから、球面収差の影響が大きいほど、放射状の筋が見えやすいのではないか、と考えた。

図 3 球面収差の模式図(『眼科学 P870 図Ⅱ-G-10』より引用)
球面収差とは、光が平行線として眼内に入った場

上側が全員の結果を並べたグラフで、下側は青と合、周辺部の光は相対的に屈折面に近い位置で結像茶のグラフを除いたものの平均のグラフである。横する現象のことである。一般的に、人間の眼のレン

軸は穴の大きさ(直径 mm)、縦軸は円周に振った番号

ズの厚さは、遠いものを見るか、近いものを見るかを表している。

で変化する。同じ一点を観察している場合は、レン下側のグラフより、周囲が暗く、瞳孔が開いていズの厚さは不変と考えられるので、周囲が明るいかるときでも、目に入る光が瞳孔中央付近であるならどうかはレンズの厚さには関係ないと考えられる。

ば放射状の筋が発生しづらいといえる。

したがって、周囲の明暗によって瞳孔が収縮、拡大する際、光の通る幅のみが変化するのではないかと考えた。
瞳孔が開いている、
つまり周囲が暗い時は、正しいと言い切ることはできないが、仮説Ⅰ＋Ⅱは有力であるといえる。

光はレンズの両端近くまでを通るため、球面収差の影響を受けやすいのではないだろうか。

６、考察
瞳孔が多角形であることと、球面収差が起こるこ

しかし、球面収差だけでは、異方性に関する説明ができないので、異方性に関する仮説である仮説Ⅰとは、点光源から放射状の筋が見えることの要因の一部である。

と、仮説Ⅱをあわせて考えることにした。
仮説Ⅰ＋Ⅱ、瞳孔多角形説＋球面収差説 瞳孔散
大筋が収縮し、瞳孔が拡大するとき、瞳孔は円形よりむしろ不規則な多角形に拡大し、多角形の各辺で光の回折が起こる。この回折光は微弱だが、水晶体の周辺部に光が入射することにより、球面収差の影響を受け、回折光が拡大する。

７、参考文献・新図説臨床眼科講座６ 加齢と眼
多野保雄･新家眞･石橋達郎･小口芳久･木下茂
中村泰久・望月学･岩倉雅登 著
・眼科臨床に必要な解剖生理６
大鹿哲郎･田野保雄･樋田哲夫･根木昭･坪田一男 著
・眼科学１
丸尾敏夫･本田孔士･臼井正彦･大鹿哲郎 著

４、研究方法Ⅱ
球面収差は、瞳孔の大きさが大きいほど、より強・高等学校理科用教科書 数研出版 生物・高等学校理科用教科書 数研出版 物理い影響を及ぼすことを確かめるために、1 ミリ、2
ミリ、3 ミリ、……9 ミリ、10 ミリの穴をあけた画

８、キーワード

用紙越しに豆電球を観察してもらい、穴の大きさご

放射状 光 点光源 異方性 瞳孔 回折光とに、放射状の筋がどこまで広がって見えているか

球面収差

調査する。

ダイコンの根の部位によるちがい～カタラーゼ活性・辛味成分・デンプン分解酵素について～Differences in the area of the roots of radish
村岡怜奈
【概要】
部位によるカタラーゼ活性の違いの実験を行ったところ、上部が最もカタラーゼ活性が大きいという結果になった。そこで、他の観点からも部位による違いを調べるために実験を行った。呼吸量の実験では、上部が最も呼吸量が大きいという結果になった。また、一般に辛味成分は下部に多く含まれているとされているので、それを検証するために実験を行った。結果は、中部に最も多くの辛味成分が含まれているとなった。同様に、デンプン分解酵素についても実験を行ったところ、上部・下部の働きが大きいという結果になった。
【Abstract】
I wanted to know about the enzyme catalase that is closely related to organisms involved inmetabolic activities. I was conducted experiments usings different areas of radish roots. Also I wantto know about spicy ingredient of radishes and amylolytic enzymes.
1. はじめに
私はダイコンのカタラーゼ活性の部位による違い（図 1）を調べる実験を通して、他の生理現象にも部位による違いがあるのではないか、と興味を持った。そこで、発生した酸素量のグラフ（mL）

呼吸量や辛味成分、デンプン分解酵素についての部位

9
8
7
6
5
4
3
2
1
0

による違いを調べた。今回使用したダイコンは青首ダ
イコン（双子葉植物綱フウチョウソウ目アブラナ科ダイコン属）である。
2. カタラーゼ活性の実験(1) 実験方法①ダイコンを葉・上部・中上部・中下部・下部の５つの部位に分け、それぞれすりおろす。
②それぞれ 2.00ｇずつ３％過酸化水素水にいれ、２分間発生した酸素を水上置換法によって集める。
(2) 実験結果 ※図１参照
発生した酸素量は上の部位ほど大きい。

葉

上部

中上
部

中下
部

下部

酸素量 7.15

6.75

6.75

5.67

3.14

３、呼吸量の実験(1)実験方法(2)実験結果 ※図２参照①ダイコンをカタラーゼ活性の実験と同様に５つの呼吸量はほぼ上の部位から順に大きい。

部位に分け、それぞれ 40.0g ずつビニール袋に入れ、密閉する。
②24 時間暗所に放置する。前後の O2 濃度、CO2 濃度を
計測する。

(図2)

④氷水に 10 分間浸し、酵素反応を止める。

CO2増加・O2減少の平均（％）
6⑤試験管ミキサーで試験管内の色を均一にし、吸光度計で 600nm の吸光度を測定する。
(2)実験結果

5

５サンプルの吸光度の平均値は以下の通り※対照実験として水を入れたものも用意した

4
3
2
1

上部

0.1562中部

0.2350下部

0.1544

水

0.5794

吸光度がより小さいほうがデンプン分解酵素の働きが

0

葉

上
部

中
上
部

中
下
部

大きい。
下
部

CO2の増加 2.3

1.46 1.16 0.88 0.99

O2の減少

2.9

4.9

2.3

1.8

1.9

６．考察
・カタラーゼの実験と呼吸量の実験より、カタラーゼ
活性と呼吸量には関係があり、カタラーゼ活性の大
きい部位ほど呼吸量も大きい、ということがわかった。

４．辛味成分の定量

・ダイコンの辛味成分は下部が最も多いとされている(1)実験方法

が、実験結果からは中部に最も多く含まれているこ①ダイコンの根を上部・中部・下部の３つの部位に分とがわかった。

け、それぞれすりおろし、ろ過する。

・ダイコンの根はデンプン分解酵素が含まれており、②絞り汁１mL チューブに入れ、10 分間静置。

その働きは上部・下部が大きく、中部が小さい。

③ ②の溶液 100μL とエタノール・アンモニア混合液
400μL を混ぜ、30℃で 40 分間静置。
④ ③の溶液 500μL に 50％酢酸 20μL を加える。
⑤ ④の溶液を 40μL ずつ 96-well プレートにいれ、その上から 25 倍希釈グロート試薬 80μL ずつ加え、37℃で 10 分加温し発色させる。

７．結論と課題
ダイコンの根には多くの物質が含まれており、その活性や濃度には部位によるちがいが見られる。
辛味成分の実験では中部に最も辛味成分が多く含まれているという結果になったが、実験回数が少ない⑥吸光度計で 600nm の吸光度を計測する。

ため、今後実験を重ね、より正確なデータを得たい。

(3) 実験結果

また、その他の観点からもダイコンの根の部位による

10 サンプルの平均である。

違いを探っていきたい。

上部

0.0473中部

0.0665下部

0.0590

８．謝辞
群馬大学 中村彰男先生にご助言頂きました。あり

吸光度が大きいほど辛味成分は多く含まれている。

がとうございました。

５．デンプン分解酵素の実験

９．参考文献(1)実験方法

・大根中の辛味成分の比色定量法①ダイコンを上部・中部・下部の３つの部位に分け、それぞれすりおろして、ろ過する。
②0.5％のデンプン溶液 200mL にヨウ素液を８滴滴下する。
③ ②を５mL と①の酵素液 0.1mL を試験管に入れて混ぜ、３分間放置する。

栄養と食糧 vol.33(1980)No.3 P.161-167
江崎秀男 小野崎博通
・大根の辛味成分とその定量法(H21)
鹿児島県立錦江湾高等学校
・大根の辛味成分とその定量法について(H23)岐阜県立大垣東高等学校

コンニャク培地の可能性を探る
Possibility of Konjac media
小林 彩乃【概要】寒天培地は、長期間の使用によってひび割れたり、培地表面に水がたまったりする。この問題を解決するため、培地の主成分として、群馬県の特産品であるコンニャクの利用を検討した。先行研究によると、寒天培地における植物の成長阻害が、コンニャク培地においてはほとんど確認されず、コン
ニャク培地はより広範囲の植物の培養に適する。コンニャク培地のさらなる可能性を探るため、コンニ
ャク粉と寒天粉末を混合した培地を調整し、培地の観察、重量の経時変化測定、濁度測定、大腸菌培養を行った。その結果、コンニャク培地は寒天培地に比べて大きな保水力を発揮することが分かった。
【Abstract】 Agar media tend to collect water and form cracks on its surface. I tried to solve theproblem by adding konjak glucomannan. As a result, konjak glukomannan improves the water
holding capacityof the media.
培地 B
１、 はじめに
現在広く用いられている寒天培地は、長期間の使用によってひび割れたり、培地表面に水がたまったりす
ることがある。この問題を解決するために、群馬県の特産品であるコンニャクの利用を検討した。特許論文
271281 号「コンニャクグルコマンナンを主成分とした
培地支持体とその利用法」によると、寒天培地における植物の成長阻害が、コンニャク培地においてはほと培地 Cんど確認されず、より広範囲の植物の培養に適する。
コンニャク培地のさらなる可能性を探り、コンニャクの活用の幅を広げることを目的とする。
２、 研究方法
標準寒天培地を300mL 調整し、三角フラスコに100ｍL ずつに分注して培地 A、B、C とした。培地 B にはコンニャク粉を 0.2g、培地 C には同 0.5g を添加した。攪拌した後、オートクレーブ滅菌処理（121℃、

培地 A は、5 個のうち 3 個の培地の表面に水がたまっ

15 分）をした。これを 20ｍL ずつプラスチックシャているのが観察された。

ーレに分注し、室温で冷却して固化させた。

培地 B,C ではこのような現象は観察されなかった。

３、 観察

培地 A の表面に水がたまっている様子

培地 A

４、実験

培地 B

(１)重量変化測定

１１０個

培地 A、B、C をそれぞれ 5 個ずつ作成し、固化する前の重量と、密閉したまま室温で 20 日間放置した
後の重量を比較した。なお、放置後の培地表面にたまっていた水は取り除いてから重量を計測した。結果、すべての培地で、放置した後は重量が減少した。
それぞれの培地の、重量の減少率を示す。
固化前

放置後

培地 C
１３７個

0
-0.2
-0.4
-0.6
-0.8
-1
-1.2
-1.4
培地A

培地B

培地C

(２)吸光度測定

５、結論

コンニャク粉を添加することによって生じる培地

観察から、コンニャク培地は表面に水がたまりにくの濁りが、実際の培地使用に及ぼす影響の程度を調べ

く、寒天培地に比べて大きな保水力を発揮する。添加るため、培地 A、B、C、さらに比較対象として水の吸したコンニャクグルコマンナンの結合が、水分蒸発を

光度を、マイクロプレートリーダーを用いて測定した。

抑制したと考えられる（下図）。培地に傾斜をつけるこ

波長は 595nm、600nm、660nm に設定した。

とができないシャーレを用いた試験で、この特性は有利にはたらく。コンニャク粉を添加した培地 B、C を比較すると、
培地 C は培地 B より重量の減少と吸光度

吸光度の平均値を示す。
処理区

595nm

600nm

660nm

が小さく、大腸菌のコロニー数が多かった。総合的に

培地 A

0.331

0.323

0.247

判断して、コンニャク粉の添加量は 0.5g／100mL 程

培地 B

0.440

0.432

0.368

度が最も利用しやすいと考えられる。

培地 C

0.425

0.418

0.361

水

0.0366

0.03770.0370(３)大腸菌培養
培地 A、B、C を用いて大腸菌を培養した。結果、すべての培地で大腸菌のコロニーが確認された。
二日後の培地の様子とコロニーの数を示す。
培地 A
１３２個

コンニャク粉添加なし（（培地 A）
コンニャク粉添加（培地 B、C）
６、参考文献特許 271281 号「コンニャクグルコマンナンを主成分とした培地支持体とその利用法」
７、謝辞
本研究を進めるに当たってご指導をいただいた、
群栄化学工業株式会社 福本亮平氏
群馬県立産業技術センター 高橋仁恵氏に感謝いたします。ありがとうございました。

ハトのフンが頭に落ちる確率はどれくらいか
堺堀

裕子

【概要】
ハトのフンが頭に落ちる確率に興味を持ち、それを算出してみた。その結果、ハトの全数とハトがフンをする周期がわかれば求められるところまできた。今後はそれらを推定することとほかのアプローチ
方法を探ることを目標としていきたい。
【Abstract】
I tried to calculate the probability that droppings of pigeons fall on a human’s head. Using thenumber of pigeons and the cycle of their defecation and so on, a calculation was possible. After this,I would like to improve the accuracy and to find other ways to approach this topic, considering otherconditions.
1. はじめにハトのフンは、そこに潜む病原菌や強い酸性によって公害にもなりえる。頭に落ても大事に至る
わけではないということだが、決して気分の良いことではない。そこで、ハトのフンが頭に落ちる
確率に興味を持った。そこで、統計のみを利用してその確率を求めてみた。
女性 (18 歳~34 歳)の肩峰幅(肩の横幅)と2. 計算方法① 人間の頭の平均面積を求める。ここでい体の厚み(肩の縦幅)をそれぞれ下に示す。
ここで肩の縦幅はほとんど上腕の厚みにう頭は、図 1 のように同じと考え、青年群男性の上腕囲の平均

人間を上から見た、簡略化した面積で、値 (261.1mm) よ り 、 そ の 厚 み は 約

肩などを含む。

83.11mm (261.1÷π)と仮定する。同様に

図1

し て 、 女 性 の 体 の 厚 み は 約 80.53mm(253.0÷π)と仮定する。

また、日本人全員を青年(18 歳~34 歳)と41.56mm・男性する。
② ①で求めた人間の頭の平均面積に日本の399.6mm

人口をかける。
③ 日本人が住んでいる面積を求める。人に・女性
40.27mm

警戒心をほとんど抱かないよく見かける
ハトは、「ドバト」と呼ばれる種類で、日360.8mm

本での生息地は人間が住むところとほぼ一致している。そこで日本の人口が集中

また、青年群男性の頭幅の平均は、している部分(森林以外の部分)の面積を161.8mm。よって頭を円と見立てたときの半

求める。

径は、

④ ②で求めた値を③で割る。

80.90mm(161.8÷2)。

⑤ ④で求めた値をもとに公式を作る。

そこで、下図のように面積を分割する。

3. 結果① まず、青年群男性(18 歳~34 歳)と青年群

∠θとおく4. まとめハトのフンが頭に落ちる確率は、
0.003922%/100×N(ハトの全数[羽])×T(1 日ｘcos∠θ=(80.902+80.902-83.112)/(2×80.90
×80.90)≒0.4723

当たりハトがフンをする回数[回/日])×D(日数)
さらに、ハトのフンが自分の頭に x 回落ちる

よって、∠θ≒62°で、確率は、

左図の三角形の面積は、80.90×80.90×sin

t=0.003922%/100×N(ハトの全数[羽])×T(1θ÷2≒2889mm2
さらに、x=399.6/2-80.90×cos(∠θ/2)≒
130.5mm

日当たりハトがフンをする回数[回/日])÷人
口 127136000[人]とおくと、
F(x)=tx×e -t

したがって、青年群男性の上から見た面積x!

は、{2889+π×(180-62)/360×80.902＋130.5と表せる。

×83.11}×2≒4.095×104mm2

統計のみではカバーできないところも多く、同様にして、
青年群女性の頭幅は 155.7mm

求めた公式が完全であるとはいいがたいが、であるから、その上から見た面積は、約 3.614

ハトの全数とハトがフンをする周期を推定で×104mm2。

きれば、具体的な数値が求められると考える。

② ①より、

また、別の鳥についても、N と T に適当な値

0.04095[m2]×男性の人口を代入すれば確率が求められる。

61,826,000[人]+0.03614[m2]×女性の人
口 65,310,000[人]≒4.892×106[m2]③ 森林率は 67％だから、日本の国土377961.73[km2]×日本人が5. 参考資料
総務省統計局

月確定値,平成 26 年 8 月概算値)(2014 年 8 月 20

住んでいる面積の割合

日公表)

33/100=1.2472737×105[km2]

国土地理院④ 4.892[km2] ÷ (1.2472737 × 105)[km2] ×
100≒0.003922%⑤ すなわち、ハトのフンが人間の頭に落ち

人口推計(平成 26 年(2014 年)3

平成 25 年全国都道府県市区町村

別面積調
林野庁

都道府県別森林率（平成 24 年 3 月 31

日現在）

る確率は、

河内まき子，持丸正明，岩澤洋，三谷誠二

0.003922%/100 × N( ハ ト の 全 数（2000）：日本人人体寸法データベース 1997-98，[羽])×T(1 日当たりハトがフンをする回

通商産業省工業技術院くらしと JIS センター

数[回/日])×D(日数[日])さらに、ハトのフンが自分の頭に x 回落
ちる確率は、
t=0.003922%/100×N(ハトの全数[羽])×
T(1 日当たりハトがフンをする回数[回/日]) ×D(日数[日])÷人口 127136000[人]とおくと、F(x)=tx×e -tx!

生分解性プラスチックについての研究
Study on biodegradable plastics
大澤

知恩

【概要】
５年目を向かえた生分解性プラスチックの疑問点の研究に引き続き取り組み、今までの実験から生じた疑問点を検証し、明らかにしようとした。研究の結果、カゼインプラスチックは、難燃性である、時間がたつと含有する脂肪分の量により黄変する、現時点で３年ほどの耐久性があるということが、分かった。
【Abstract】5 year biodegradable questions of research continue to efforts of plastic Head, was trying toclear the verification of questions that have occurred in the experiment up to now. A result of theinvestigation, casein plastic is a flame retardant, is that the time to yellowing by the amount of fat
containing and goes, there is a durability of about three years at the moment, was found.

１．はじめに
本研究は、生分解性プラスチックの中でも、牛乳

３．実験１
（1）目的

から作られる、カゼインプラスチックを試料として廃棄するときの検証として実験用カゼインプラス

いる。また、一般的にカゼインプラスチックはホルチックが燃焼するか、又、種類によって違いがでる

マリン溶液につけることで、完成とされるが、今回か調べる。

はホルマリン溶液の使用前の状態を実験用カゼイン（2）仮説

ラスチックとし、実験した。カゼインプラスチック

牛乳が原材料であるため、カゼインプラスチックなどの生分解性プラスチックは、一般的に、環境にが最も可燃性が高い。

良いと言われている。また、近年のゴミ問題の解決（3）方法の糸口になるとも言われ、注目を集めているが、ど①～⑥のカゼインプラスチックの試料とポリプロピのように環境に良いのか、また、どのような効果がレン・ポリエチレン・ＰＥＴ（ペットボトル本体）あるかなどは、先行研究が無い。

を実験に用い、①は脱脂粉乳のみ、②は脱脂＋コー

そこで、上記の疑問点の解決を今回の実験の目標

ンスターチ 0.5g、③は脱脂＋コーンスターチ３g、とし、環境問題また、ゴミ増大に伴う、社会の負担④は脱脂＋米粉 0.5g、⑤は脱脂＋寒天（湯に溶かしを解消するため、研究を設定した。

た物）0.5g、⑥は成分無調整乳で作製する。それぞれのプラスチックの片を、ガスバーナー上で炙る。

２．研究の方法
それぞれの実験に適するように作成した生分解性
プラスチックに対し、実験ごとに、設定をかえ、研究を行った。

点火のできるかと燃え続けるかをを◎、○、△、×の順に表す。※△は、点火しにくいが点火した場合。
（4）結果
左から順に PE、PP、PET、⑥、①、⑤、②、③、④

結果 2

(4)結果

左：H23 実験→H23 撮影

右：H23 実験→H26 撮影

・結果１
・PE・PP は点火し、燃え続けた。

・脱脂粉乳と成・PET は燃え続けなかったが、点火した。

分無調整乳に色・①～③の生分解性プラスチックは、点火しなかっの黄変があった。
・④・⑤は、点火しにくく、燃え続けなかった。

た。
・結果２

・⑥は点火したがすぐに消えた。
・最も燃えにくかったのは、②だった。

・成分無調整乳（5）考察の強度が最もＰＥ、ＰＰ，ＰＥＴが易燃性なのに対し、カゼイ減少した。

ンプラスチックは難燃性であることが分かった。⑥

・脱脂粉乳（無の成分無調生乳が始め、勢いよく点火し、すぐに消脂肪乳）は、-3

えてしまったのは、表面に浮き出た油脂に引火した㌘特濃牛乳のからと考えた。

強度は、ほぼ変
わらなかった。

４．実験２
（1）目的
実験用カゼインプラスチックがどの程度の耐久性があるか調べる。
（2）仮説
色が変化し、形は変わらないが、強度が弱くなり、乳製品の匂いを発する。
（3）方法

(5)

考察

・時間がたつと色が変色することが分かった。色の変色には脂肪分が関係している。臭い、形は変わらず、強度はやや下がるものの、全体的にほぼ変化しないことが分かった。
５．全体の考察
実験１より、カゼインプラスチックは難燃性であ３年前に作製し、常温（年平均 20℃）、直射日光る。実験２より、時間がたつと含有する脂肪分の量に当たらない環境で保存しているカゼインプラスチ

により黄変する、現時点では、常温で直射日光に当ックを色、形、臭い、強度に着目し 3 年前の写真やたらない環境下では３年ほどの耐久性があるという強度実験のデータと今回同じ方法で行ったデータをことが分かった。

比べる。強度実験では、カゼインプラスチックを注射器で均一に細く作製し、バネばかりを用い強度を測定する。３回行い、平均を出す。

６．展望
難燃性であること、耐久性があることを生かした
カゼインプラスチックのさらなる活用法を考える。

・参考文献「とことんやさしい生分解性プラスチックの本」生分解性プラスチック協会「とことんやさしいバイオプラスチックの本」生分解性プラスチック協会

日刊工業新聞社
日刊工業新聞社

マツの葉の気孔で大気汚染の現状を知ることができるか
Can we really judge the current situation of air pollution by observing pine needle stomas?
金子 みなみ【概要】マツの葉の気孔に自動車の排気ガスなどの空気の汚れがつまりやすいことを利用して、マツの葉の気孔を観察し、つまりぐあいによって汚染率を算出する方法がある。この方法で算出する汚染率が、実際のちりの量（空気の汚染の度合い）と相関関係があるかどうかを調べた。その結果、これらの間には相関関係があることがわかったため、空気の汚染の度合いは、松の葉の気孔の汚染率で測れると結論づけた。
【Abstract】There is a way to measure how much the air is contaminated by observing pine needles.
One of the properties of pine needle stomas is that they are clogged up with dust in the air causedby automobile emissions. The research question is as follows: Is there a correlation between the two
figures calculated by pine needles stomas and the exact amount of dust? The results of the study
showed that there is a correlation between them. Thus, the contamination of air can be judged bymeasuring pine needles.
1. はじめに「マツの気孔を使って空気のよごれを調べよ(2)空気中のちりの量の測定う！！」みなさんも一度は、こんなテーマの自由シャーレにワセリンを塗ったものを、観察し研究を教科書や便覧で見たことがあるのではな

たマツの木の近くに設置し、24 時間後に回収いだろうか。マツの葉の気孔の汚染率の比較をす

し、顕微鏡を用いて測定値を出す。ここでは、ることで、空気の汚染の度合いが測れる、という

１㎠中にあるちりの数を測定値とする。

ことは今では常識になりつつある。そこで、実際に群馬県内のマツの気孔、その付近の実際の空気

これら２つのデータを用いて、最も汚染率が内のちりを調べ、科学的に検証することにした。

高い観測地点を基準として、相対値を算出し、そこに相関関係があるか調べる。

2. 研究の方法(1)マツの気孔の汚染度の測定
それぞれのマツの、道路に面している枝3.

実験(1)予備実験から葉を採集し、顕微鏡で汚染率を測定する。

ある１つの観測地点にて、下の表の３つの条

ここでいう汚染率は、次の計算式で求める件のもとに汚染率の測定を行った。

ことができる。
汚染率=汚れている気孔/数えた気孔×100
この結果から、道路に面しているかいないか、という条件以外は測定値に大きな違いが表れないとわかった。

4.

結果と考察

(2)発展実験
予備実験をもとに各観測地点で、マツの気孔の汚染度の測定、および空気中のちりの量の測定を行った。
下の表がその結果である。
マツ
国道50号A地点
高松郵便局前
大間々警察署
笠懸郵便局前国道50号B地点
高崎音楽センター
大間々庁舎
自宅前
飲食店前
Ａさん宅
Cさん宅
Bさん宅
Dさん宅
旧花輪小
大間々南小
花輪駅
老人ホーム

測定値
30.9
23.6
17.6
16.9
15.3
10.3
6.65
3.74
3.1
2.99
2.09
1.8
1.79
1.69
1.59
1.28
1.19

ちり
相対値
100
76.3
56.9
54.6
49.5
33.3
21.5
12.2
10
9.67
6.76
5.82
5.79
5.46
5.14
4.14
3.85

測定値
179
156
123
72
54
24
5
12
9
6
7
12
14
4
3
8
3

相対値
100
87.1
68.7
40.2
30.1
13.4
2.79
6.7
5.02
3.35
3.19
6.7
7.82
2.23
1.67
4.46
1.67

国道 50 号Ａ地点（汚染率が高い地点）

左の表をまとめると上のグラフのようになった。マツの気孔の汚染率と実際の空気中のちりの量の相関関係を調べたところ、相関関係があると予想される。

5. 結論と今後の課題
マツの葉の気孔を観察し、つまりぐあいによって算出する汚染率と、実際のちりの量（空気の汚染の度合い）との間には、相関関係があることがわかったため、空気の汚染の度合いは、松の葉の気孔の汚染率で測れると結論づけた。
6. 参考文献

高松郵便局前 (汚染率が高い地域)

大気汚染の現状を把握しよう～マツの葉の気孔の観察を通して～
www.pref.wakayama.lg.jp/prefg/032000/.../
tyupro2-7.pdf

7.キーワード
花輪駅付近 (汚染率が低い地域)

マツの葉の気孔／空気の汚れ／つまりぐあい
汚染率／実際のちりの量

ツタの吸盤を探る
壁面が与える、ナツヅタの壁面付着への影響
Research on the sucker of Parthenocissus tricuspidata
高橋 茉優
【概要】
ナツヅタは巻きひげの先端から出た吸盤と組織のアンカー効果によって壁面に付着する。私は「壁面の摩擦力が大きいほどナツヅタの壁面付着は旺盛になる」という仮説を立てて実験した。その実験において、集成材にはかなり付着していたのに対し、鉄板には一切付着していなかったことが強く印象に残った。そこで今度は試料を木材と金属に絞り、これら二種類の物質が壁面付着に与える影響を調べた。
まだ結果は出ていないためこれからも観察を続けていく計画だ。
【Abstract】
Parthenocissus tricuspidata adheres to wall by its suckers on anchor effect. I formed the
hypothesis that if the wall`s friction is high, Parthenocissus tricuspidata would adhere well. To test
the hypothesis, an experiment was carried out. In the experiment, I found out that it adhered to a
glued laminated wooden board very well, but it did not to an iron plate at all. Then, the main
experiment focused on the two materials [wood and metal] to study the effect of wall attachment.
The result has not come out yet. The observation is in progress.
１． はじめにこの結果と仮説を照らし合わせ、粘土、発泡スチロー

地球温暖化が懸念される昨今、壁面緑化による温度調節が注目されている。そこで私は、ナツヅタがよりル、PET 樹脂板、集成材、鉄板の順にツタは壁面を這
い上がりやすいと予想した。

旺盛に這い上がることのできる壁面の特徴を調べて建物の壁面緑化における効率化に役立てようと考え、この研究を始めた。

４．実験２ ～ツタの観察実験～
プランターに一株ずつツタを植え、その内壁につけるようにして壁を一枚ずつ挿し、成長を観察した。観

２． 仮説の設定

察では「個体の成長度合」、「吸盤の個数」に注目した。

摩擦力が大きい壁ほど、ツタは旺盛に這い上がる。
（１）方法
３．実験 1 ～試料の静止摩擦力を計測する～（１）方法[個体の成長度合]
葉の茎頂

水平な台の上に試料(鉄板、PET 樹脂板、集成材、発から先まで

泡スチロール、粘土)を乗せ、ばねはかりで試料と平行(白色部分)に保ちつつ 10N のおもりを引いた。おもりが動いた瞬と一番幅の間にばねはかりが指した値を記録した。

ある部分(黒色部分)

（２）結果

の長さを掛

表の値は 10 回計測した数値の平均である。(N)

け、おおよ

鉄板

PET 樹

集成材

発泡ス

粘土

その面積を求めた。この値の合計値を個体の成長度合

2.19

2.83

2.42

3.15

9.43

を比較する指標とする。

[吸盤の個数]

よって付着していると考えられている。
このことから、個体の吸盤と、そのうち枯れているもの、壁面に付着したものの数を数えた。なお枯れている吸盤数には付着した吸盤数も含まれている。

ナツヅタは表面に組織を食い込ませやすかった集成材に多く付着したのだと思われる。
しかし今回は試料の数が少なく、このデータの信頼性は低い。また個体差の影響も無視できないが、それ(２)結果を考慮しても吸盤数には明らかな差が出たので、やは
鉄板

PET

集成材

発泡ス

粘土

面積(㎠)

520

504

784

542

408

吸盤数

66

50

126

60

18

0.13

0.10

0.16

0.11

0.04

(個)
1 ㎠あたり
の吸盤数

48

35

34

49

0

0

0

126

0

0

(枯れ)
吸盤数

ているようだ。
６．今後の展望
この実験において、集成材にはかなり吸盤が付着していたのに対し、鉄板には一切付着していなかったのが強く印象に残った。そこで、試料を木材と金属に絞

(個)
吸盤数

りナツヅタの壁面付着には何らかの壁の性質が関係し(付着)り、これら二種類の物質が壁面付着に与える影響を調べることにした。
現在、以下の様な実験を行っている。
[アルミと木材がナツヅタの成長に与える影響を調べ
る]木材はナツヅタの成長に害を与えないと予想され※小数第三位を四捨五入[備考]
鉄板：吸盤は壁面側の茎に集中しており、そのうち 48個が枯れている。また、鉄板が錆びてしまったため摩擦力が変化したと考えられる。
PET 樹脂板：吸盤は壁面側の茎に集中しており、そのうち 35 個が枯れている。
集成材： 全ての吸盤が壁面に付着している。また、他の個体より成長度合いが大きい。
発泡スチロール：吸盤は壁面側の茎に集中している。
いくつか付着したものもあったが巻きひげがちぎれている。吸盤は枯れてはいたが発泡スチロールに貼りついたままである。
粘土：吸盤は壁面側の茎に集中している。また、ほかの個体に比べて成長度合いが小さい。
５．考察
ナツヅタは茎から巻きひげを出し、その先の吸盤によって樹幹や岩壁などに付着する。なお吸盤と呼ばれてはいるが、これは大気圧によって付着するのではな
く、先端から分泌されるある種の糖タンパク質と組織のアンカー効果(接着面の細かい凹凸に接着剤が入り込んで硬化することで接着力が高まる効果のこと)にる。また、アルミはおそらく良い影響を及ぼすことはないだろう。
[表面に加工をして微細な凹凸を作ったアルミを用いて、アルミと木材において壁面付着の大小は表面の凹凸によって決まるのか、それ以外の要因によるのかを見極める]ナツヅタは、無加工のアルミ板を用いた壁面には付着しないと考えられる。一方、加工をしたア
ルミ板の方には、微細な凹凸に吸盤の組織が入り込んでアンカー効果が発揮されると考えられるため、付着すると予想している。
７．謝辞
研究を進めるにあたり、群馬大学の佐野史先生にご指導いただきました。ありがとうございました。
８．参考文献冲中健・山内啓治・朴容珍
千葉大学 緑化植物学研究室「種々の粗さの壁面に対するナツヅタ付着盤の付着」
９．キーワード
ナツヅタ
壁面付着

植物に色水を吸わせて蒸散させると・・・～食紅はどこへ行ったのか～
Plants absorbed colored water and transpire・・・～Where has the food coloring gone? ～
山田

夏帆

【概要】
植物に色水を吸わせて蒸散させると、出てくる水蒸気は透明である。なぜ色付でなく透明なのか、その仕組みを知りたいと思い、食紅が植物体内のどこに溜まっているのかを調べることから始めた。まず、
食紅は葉に溜まっていくという仮説を立て、カイワレ大根を用いて予備実験を行った。予備実験では、
カイワレ大根に食紅水溶液を吸わせ、透明の水蒸気が出るかを調べた。次に、食紅は液胞に溜まるという仮説を立て、ヤツデを用いて本実験を行った。本実験では（１）食紅水溶液、（２）水道水、（３）植物染色液をヤツデに吸わせ、顕微鏡を使い、植物の組織を観察した。

【Abstract】
When plants absorb colored water and transpire, plants give off transparent vapor. I wondered
why plants give off transparent vapor. Because I want to know the structure. I began researchingon where the food colorings stayed in the plants bodies. First of all, I set up a hypothesis of thatfood coloring stayed in the plants leaves and did the first experiment. In the experiment, Ｉmaderadish sprouts absorb colored water and saw if the plants gave off transparent vapor. Secondly, I
set up the hypothesis that food-colorings stayed in vacuoles and did the second experiment using
Japanese Fatsia. In the experiment, I made Japanese Fatsia absorb three different kinds ofliquid:（１）solution of red food coloring,（２）tap water and （３）plant stain. After the plants
absorbed these liquid, I observed the tissue of the plants using a microscope.

１.はじめに２.仮説

私は、植物に色水を吸わせて蒸散させると、出植物を育て続けると、食紅が葉の先端まで到達てくる水蒸気は色付であると思っていた。しかし、し、赤くなった所から枯れていった。このことか

水蒸気の色は透明であった。これは植物が食紅をら食紅は道管を通る間、どの細胞にも移動せずに細胞に取り込んでいるのだろうかと疑問を持っ葉に溜まっていくという仮説を立てた。また、葉た。そして、植物のどのような構造によって、出に溜まって枯れていったことから、食紅は細胞にてくる水蒸気が透明なのかを知るために、研究を吸収されたと考え、食紅は貯蔵庫である液胞に溜始めた。今回は、カイワレ大根とヤツデを用いて、まっていく、という２つの仮説を立てた。

食紅を吸わせて実験を行った。

３.実験

辿り着くと予想される。

Ⅰ予備実験

４．問題点及び、その解決策

目的:色水を吸わせ、出てくる水蒸気が透明であ・茎を観察してみたが、細胞まで見ることは出来

るかを確かめる。

なかったので、さらに高倍率で見られるよう、切方法:カイワレ大根に濃度 0.4%の食紅水溶液を吸片を薄く切る。

わせた後、日の良く当たる所において蒸散させた。

・液胞を観察することができなかったので、今後

結果:蒸散させると、出てくる水蒸気は透明であ実験を重ねて観察ができるようにしていきたい。

った。
考察:色水を吸わせても水蒸気が透明であることから、食紅は蒸散するときに不要な物質であるこ

５．全体の考察
今回の実験から、食紅と膜が密接に関係していとが分かった。

ることが分かった。

Ⅱ本実験

６．展望

目的:食紅がどこに溜まっているかを見つける。

葉の気孔の辺りも観察して食紅がどこに溜ま方法:ヤツデに食紅水溶液、水道水、植物染色液っているかを見つける。また、食紅が液胞に溜まを吸わせた後、顕微鏡でそれぞれの組織を観察しっているとすると、液胞は赤くなるはずなのでそた。

のところもよく観察し、食紅と細胞膜の関係性に現在までの結果:茎を観察したところ、道管は赤

ついても詳しく調べていきたい。

く染まっていた(ａ)。水道水を吸わせた道管(ｂ)と比べると、道管は食紅によって染まったと考え

７．引用文献られる。植物染色液を吸わせた場合は道管・師管・Jane B.Reece/Lisa A.Urry/Micheal

ともに染まっていた(ｃ)。(写真は色水を吸わせ

L.cain/Steven A.Wasserman/Peterてから２週間経過したもの)

V.Minorsky/Robert B.Jackson (2013)「キャンベ（ａ）食紅（ｂ）水道水ル生物学」丸善出版株式会社
８．謝辞
この研究を進めるにあたって、お茶の水大学千葉和義先生、群馬大学佐野史先生からご助言を頂きました。心から感謝いたします。

（ｃ）植物染色液【キーワード】ヤツデ、カイワレ大根、蒸散、食紅

考察:道管のみ食紅によって染まっているので、他の組織へは吸収されていないと考えられる。
このことから、食紅は細胞に吸収されず、葉まで

土の深さによって生息する菌の性質は異なるか
Characteristic Difference of Bacteria in soil
―Does the Difference Depend on the Depth in Soil?―
星野菜南子

平井 美優

【概要】土の深さによって土にいる菌に違いがあるのではないかと疑問に思ったので、深さによって菌の性質は異なると言う仮説を立て、土の表面から 10 センチずつ、90 センチまで土を採取し、菌を培養し、コロニーの数を数え、単離する実験を行った。その結果、菌の数や単離した菌に違いが見られた。今後は、残りの実験を行う予定である。
【Abstract】In this report, we will discuss the characteristic differences of bacteria in soil. We
would like to determine if the difference depends on the depth of soil. Before we began our
experiments, we built up a hypothesis that there is a characteristic difference of bacteria livingin the different depths of soil. We did experiments to verify this hypothesis.
We collected soil from the surface to 90cm by 10cm difference and cultured bacteria from thesoil. After the incubation, we counted the number of colonies on the plates and isolated thebacteria. After the experiment, we found out that there are differences in the number of colonies
and isolated bacteria. Further experiments will be done to examine if our hypothesis holds true.
１．はじめにガーデニングや土堀りなど、土と触れ合う機会の中で、深さによって土の表面と下層では土の質

ャーレを入れる。
５、シャーレの裏から印をつけながらコロニーの数を数える。

が違うことを知った。そこで、深さによって土の６、培養したシャーレから菌の単離をし、顕微鏡質が違うのならば、そこに生息する菌の特徴も違で観察して、できる範囲で菌の特定をする。

うのではないかと疑問に思い、検証することにした。
２．仮説
土の深さによって菌の性質は異なる。
３．研究の方法
１、土を 100cm 程度掘り、壁面をつくる。
２、試験管を設定した深さに１列になるよう土に深くさし、試験管の先の土のみを採取し、無菌シャーレに入れてノビックスでとめ、保管する。
３、希釈平板法を用いて、0.3ｇの土を 10000 倍に希釈して、ポテトデキストロース寒天培地で培養し、シャーレのまわりをノビックスでとめる。
４、28℃に設定したインキュベータに培養したシ

４．結果（１）コロニーの数を数え、土の表面からの深さごとに表で表した。①②③はそれぞれの深さで３つ培地を作った際につけた番号である。ところど
ころ①～③がそろっていないのは、表にない培地のコロニーの数が他のものに比べてかけ離れ過表より…培養初期では、浅いところに生息する菌

ぎていてデータとして取り扱うと、正しい結果がのコロニー数の方が、深いところに生息する菌の出ないため。

コロニー数より多かった。
しかし、培養を継続すると深いところに生息する

観 察 日
土の深さ

培養開始日

増加割合

12/12

12/15

12/17

菌のコロニーの増加の割合のほうが、浅いところ
より大きいということが分かった。

９０ｃｍ

①

１２/３

５

４８

６５

１３

〃

②

〃

５

２３

３８

８

８０ｃｍ

①

〃

２

２０

２６

１３

〃

②

〃

１

２６

３３

３３

〃

③

〃

３

２６

４１

１４

７０ｃｍ

①

〃

２

２６

４１

２１

〃

②

〃

８

３８

４９

６

なぜ、深いところに生息する菌のコロニーの増

６０ｃｍ

①

１２/４

１０

１６

１７

２

加の割合のほうが、浅いところより大きくなるの

〃

②

〃

５９

６４

６９

１

５０ｃｍ

①

〃

７１

７５

８０

１

〃

②

〃

９７

１１８

１１９

１

４０ｃｍ

①

〃

４６

５０

４７

１

〃

②

〃

４２

４７

４７

１

〃

③

〃

２６

２９

２９

１

増加割合は 12 月 17 日のときの数から、12 月 12日のときの数を割ったもの。
（２）単離した。
＜単離した写真＞

５．考察
結果から、仮説は正しいことが分かった。
６．今後の課題

か、以下のような３つの仮説を考えた。
･深いところの菌ほど繁殖力があるので、胞子が飛んで、新しくコロニーが形成された。
･深いところほど成長が遅くて、肉眼でコロニーを確認できる大きさにいたるのに時間がかかった。
･菌の種類が違う。
これからは、この仮説を検証できる方法を考え、疑問を解決していきたい。
また、単離した菌を顕微鏡で観察し、菌を特定していきたい。
土の質が違うということを、どんな風に違うのか、何がどう異なるのか、具体的に数値化したい。

伝統的七夕ライトダウンの普及と科学的評価
櫻井 美緒，金井 和泉，小林 友理，佐藤 優佳，宅和 花菜子，福田 早紀子，矢野 いまり（高２）岩村 桃実，重原 優奈，寺内 夏子，根岸 あゆ香，船津 莉香，前原 那南（高１）【群馬県立前橋女子高等学校 地学部】
【概要】
私たちは夜空の明るさ調査を続ける一方、伝統的七ライトダウンに賛同し、今年度から県内への周知・普及活動を始めた。伝統的七夕ライトダウンとは、伝統的七夕ライトダウン 2014 推進委員会が主催する、伝統的七夕（旧暦の七夕）の日に 2 時間明かりを消して星空を眺めようという活動である。
今回は SQM とカメラを使い、空の明るさと街の明るさの変化を調査し、開催日の 8 月 2 日と翌
3,4 日の結果を比較した。開催日当日は天候が曇りであったため、夜空の明るさは開催日が最も明るくなってしまった。しかし、街の明るさは開催日が最も暗くなったことから、たくさんの方がこの活動に参加してくださったことが分かった。
１、普及活動目的：前橋市の夜空を天の川が見える夜空に戻す。
活動：(1)宣伝ポスター作成(2)後援依頼(3)文化祭等での呼びかけ(4)県内企業,施設,地学系部活動へ協力依頼（消灯・ポスター掲示等）(5)宣伝活動,全校生徒への呼びかけ

２、当日の活動(1)夜空の明るさの観測(2)街の明るさの観測(3)協力施設の記録撮影

After
Before３、夜空の明るさの変化
方法：(1)屋上に設置した SQM-LE で 3 日間の 19:00~翌 4:00 までの 5 分ごとに夜空の明るさを記録。
(2)開催日の 2 日は、19:00~23:00 の間、5 分ごとに、夜空の明るさ（SQM）、気温、湿度、雲量を観測（雲量は 20:50 から）。
(3) 2 日 19:05~23:05 に 10 分ごとに真上の夜空を撮影。
図1 SQM + SQM-LE

図3 8/2 雲量

図2 8/2 SQM
10

12

12

9

2日
3日
4日

14

16

8

14

7
6
5

16

4
18

18

20

20

3
2

23:00

22:00

21:00

20:00

19:00

23:00

22:00

21:00

20:00

0
19:00

4:00

3:00

2:00

1:00

0:00

23:00

22:00

21:00

20:00

19:00

1

考察：図１より開催日 2 日の夜空の明るさが最も明るくなってしまっている。しかし、撮影した写真の雲の様子や、図 2,3 より、雲量が大きく減った 22:00 以降、夜空の明るさも大きく下がっていることから、2 日の夜空が最も明るくなってしまったのは広がった雲の影響と考えられる。

４、街の明るさの変化
方法：本校気象観測室の窓を開放し、北方向を 2,3,4 日 19:05～28:00 の間、5 分ごとに撮影。
条件：露出時間 1 秒，ISO400，焦点距離 18mm，絞り f/3.5
解析：撮影した全写真（108 枚×3 日間）について、NEF（RAW）ファイルをフリーソフト raw2fitsにドラッグ＆ドロップし、CSV ファイルに変換した。このソフトは写真のベイヤ―配列の緑
色のみを数値化することができる。このファイルを Excel で読み込み、画像全体の明るさ（カウント値）を平均した（図 4）。また、写真を上下に分け下部を街の明るさとし、三日間を比べた（図 5）。次に、写真１のように細かく５分割し、同様に検証した（図６）。
図4 画像全体の明るさ

図5 街の明るさ

10000

8月2日
8月3日
8月4日

1000

明るさ［count/pix］

100

8月2日
8月3日

1000

8月4日

100

10

4:00

3:00

2:00

1:00

0:00

23:00

22:00

21:00

19:00

4:00

3:00

2:00

1:00

0:00

23:00

22:00

21:00

20:00

19:00

10

20:00

明るさ［count/pix］

10000

考察：図 4,5 より、ライトダウン開催中の画像全体の明るさ及び街の明るさは、2 日が最も暗い。
2 日の 22 時を過ぎた頃から急に明るくなっているのは、ライトダウンの間に消されていた電気がつけ始められたと考えられる。ただし、この方法は撮影場所直近の明かりの影響が非常に大きく、街全体のライトダウンの成果を議論することは難しい。
図7 遠街

図6 区分別の明るさ（2日）
10000

2.0E+09

中空counts
明るさ［count］

1.5E+09

低空counts
遠街counts

1.0E+09

近街counts

5.0E+08

明るさ［count/pix］

上空counts

1000

↑写真１

8月2日
8月3日
8月4日

0.0E+00

3:00

2:00

1:00

0:00

23:00

22:00

21:00

20:00

19:00

19:05
19:45
20:25
21:05
21:45
22:25
23:05
23:45
0:25
1:05
1:45
2:25
3:05
3:45

100

考察：図 6 より図 4,5 の急激な明るさの変化は近街の光が大きく影響していると確認できた。この影響を排除した図 7 より、遠街のみの明るさの変化を三日間で比べてみると、ライトダウン中は
2 日が最も暗くなった。この方法はライトダウンの成果の評価にふさわしいと考えられる。
５、今後の展望
今回は天候の影響により、ライトダウンの成果は空の明るさに反映されなかった。今回、街の明るさの観測に使用した方法はまだ確立されたものではないが、観測結果から判断すると、ライトダウンの調査における有効な手段と言える。次回は今回の結果をもとに周知をより徹底するとともに、今回使用した方法からより正確なデータが得られるよう工夫していきたい。

暗順応による星空の見え方の変化
岩村 桃実，重原 優奈，寺内 夏子，根岸 あゆ香，船津 莉香，星野ひとみ，前原 那南（高１）【群馬県立前橋女子高等学校 地学部】

１ はじめに過去の先輩方は、綺麗な星空を見るためのコンディションを知るべく、体感的・人間的な星の見え方の違いを調査した。昨年度私達は、その研究結果について理解を深めるとともに、展開し、新たな研究テー
マの設定に繋げるため、先輩達の研究をまとめた。その中で、特に暗順応の実験について興味を持ち、以下の実験を行った。
２ 先輩が行った実験をもう一度自分たちで行う［場所］前橋女子高等学校 北校舎 4 階［日時］1 月 9 日（金）19:30～20:00［実験方法］(1)廊下に机を置き、上に LED ライトを設置する。電源をつけ、光の色を緑に設定し、偏光板を 2 枚取り付けた。LED ライトの位置を 0 として、約 20ｍのメジャーを廊下の壁に沿って壁に固定する。廊下の電気は消しておく。
(2)電気のついた明るい部屋で、携帯の画面を約 30 秒見つめて明順応する。
(3)電気を消し一斉に廊下に出て、LED ライトの方へ近づいて行き、ライトが見え始めた所で止まり、足元に付箋を貼る。
(4)観測者は目が暗順応するのにつれて、ライトから遠ざかる。ストップウォッチを持った部員が、1分ごとに観測者に時間を伝え、観測者はそれを合図にその場で足元に付箋を貼る。
(5)10 分間実験を行った後、観測者ごとの付箋の位置を記録する。
［結果］

［考察］
先輩たちの実験では、観測者は最初の約 7 分

図１ 時間経過（分）と暗順応距離（ｍ）

間で目が慣れ、そこからの距離の変化は小さく30.0なっていた。しかし、私たちの実験では 10 分
経っても暗順応が完了していなかった。先輩た20.0

ちは窓に目張りをし、外からの光を遮断したが、10.0

私たちはしなかったことが原因だと考えられる。よって、暗順応を進めるためには、より暗

0.0
0

1
Iwa
Negi

2

3

4

5

6

Sige
Mae

7

8

9

10

い環境であることが必要だと分かる。

Tera
Hoshi

３ 光の色による暗順応の違い［場所］山梨県北杜市 羽村市自然休暇村体育館［日時］1 月 11 日（日）22：00～23：00［実験方法］(1)体育館内の電気を消しカーテンを閉める。
(2)学校内廊下での実験と同じ手順で実験をする。
変更点：LED 3 色（青、緑、赤）で対照実験をした。最初の 30 秒の時点でも付箋をはった。

［結果］図３ Green Light

距離（cｍ）

距離（cｍ）

図２ Blue Light
2100
1800
1500
1200
900
600
300
0

時間（分）
0

2

Tera

4

6

Shige

8
Mae

時間（分）

10

0

Negi

Tera

2

4
Shige

6

8
Mae

10
Negi

青の光では、4 分以内で全員が 20ｍ以上遠く

図４ Red Light

距離（cｍ）

2100
1800
1500
1200
900
600
300
0

から光を確認することができた。一方、赤の光

2100
1800
1500
1200
900
600
300
0

では、10 分経っても 20ｍに達しなかった。
［考察］
青・緑・赤を比べると暗闇の中では青の光が最も良く見え、赤は見えにくいことが分かった。
時間（分）
0

2

4

Tera

6

Shige

8

10

Mae

Negi

学校内廊下での実験と比べると、同じ緑の光でも、体育館での実験の方が全員暗順応が早かった。これは、体育館の方が暗い環境下での実験であったからだと言える。

４ 実際の星空での実験［場所］前橋女子高等学校 北校舎屋上［日時］1 月 9 日（金）20:00～20:30［実験方法］(1)右図のように等級の値が小さい順に 11 個の星に番号をふる。
(2)廊下での実験と同様の方法で明順応をする。
(3)観測者は一斉に屋上へ出て仰向けになり、0 番目の星から探す。
(4)観測者の近くに記録者が一人ずつつき、観測者は星が見えた
ら記録者に伝える。タイムキーパーに 10 秒ごとに時間を言ってもらう。観測者が「○番見えた」と言った直後にタイムキーパーが言った時間を記録する。
(5)6 分経ったら終了する。

図５

［結果］
図６

時間経過と暗順応（等級）6

観測者が 11 番目の星の位置を正確に把握していなかったため、11 番目の記録は信憑性

等級

が低い。
4

［考察］
初めに見える等級と、6 分後に見える等級2には個人差があった。しかし、グラフから観
時間（秒）

0
0
Iwa

100
Sige

200
Tera

Negi

300

400

Mae

Hoshi

測者の暗順応の進行具合は似た傾向にある
ことが分かった。

溶液の pH による黒カビの再繁殖率の違い～身近にあるものでカビの繁殖を遅らせることができるのか～
Difference in re-propagation of black mold rate by pH of the solution.
飯塚 麗奈

原

汐莉

【概要】
私達は、前回の実験の結果を受けて黒かびだけが再繁殖率が高いことに疑問をもった。そこで、黒かびに着目してその繁殖を制御する方法を見つけようと試みた。まず、溶液の pH によってカビの死滅効
果が異なるという仮説を立て、主に日常で使われている物からいくつかを厳選して実験を行った。予備実験では、黒カビの発育速度を調べ数値化した。本実験では、予備実験の結果を基準にしてカビの繁殖速度を調べ数値化した。その結果、実験を行ったものによる大きな違いが見られなかった。また、黒カビの発育速度もコントロールとほぼ変わらなかった。よって、カビの死滅効果に溶液の pH は関係ないという結果になった。
[Abstract]
The main goal of this research is to explore ways to prevent mold from growing. The former
experiments conducted in October 2014 showed that only black mold had a high re-propagation rate
among other molds. Thus, the research question was created as follows: What pH of a solution can
prevent black mold from re-growing? Our hypothesis is that black mold extinction rate will beaffected by pH of a solution. In the pilot experiment, we quantified the growth speed of black mold.
In the main research, we quantified the speed of propagation of black mold using the standard
value established in the pilot experiment. As a result, a big change was not seen in all nutrient
mediums. In addition, the growth speed of the black mold did not almost change with control, too.
Therefore, it followed that the extinction effect of the black mold had nothing to do with liquid pH.
１．はじめに

２．仮説

カビは私たちにとって身近な生物だ。今回実験

以前私たちが行った実験により、黒カビだけがを行う黒カビも私たちの身の回りに多く生息し再繁殖率が高いことが分かっている。そこでは黒ているが、その名を最も耳にするのは風呂場など

カビに加える溶液によって再繁殖率が異なった。

の水周りだ。テレビで風呂場に生息している黒カ

私たちは普段食べ物の腐敗を防ぐために、塩や砂ビを除去する製品のコマーシャルをよく目にす糖などを用い漬物などに加工して長期保存する。

るが、私たちが前回行った実験結果から、黒カビ

これらの pH はそれぞれ 5、４と中性、酸性である。

再繁殖率がとても高いことが分かった。また同じ

よって、アルカリ性の物質よりも酸性の物質の方条件で実験を行った他のカビと黒カビとでは、結が黒カビの繫殖速度を低下させると考える。従っ果にかなりの差があっため、黒カビの生命力に興て、私達は黒カビにそれぞれ pH の異なる溶液を味を持った。そこで、手に入りづらい薬品ではな加えることで黒カビの再繁殖率を抑えることがく、どの家庭にもあるような身近にある物質で黒できるという仮説を立てた。

カビの繁殖速度を遅らせる方法を研究しようと考えた。

３．予備実験られなかった。また、発育速度もコントロールの(１)目的値とほぼ変わらなかった。

アスペルギルス属黒カビ科の繁殖速度を比較するために、基準値として、通常何日で黒カビが黒カビの発育速度の違い

5

生え、増加していくのかを調べる。
(２)実験方法
黒カビを培地に植えつけ、35℃に設定し 5 日間、カビを植えつけた部分からカビのコロニーが何ｃｍずつ広がっていくか記録する。
0

(３)結果

1日目

2日目

3日目

4日目

食塩水pH５

砂糖水pH５牛乳pH５

梅干しpH１

4生姜pH８精製水pH５2

消毒用エタノールpH５

黒カビの生長速度

黒カビの成長量（ｃｍ）

0
1日目

2日目

3日目

4日目

黒カビのみ

(４)考察
前回の実験で使用したアルカリ性の次亜塩素酸ナトリウムと水酸化ナトリウムはどちらもカビの死滅に効果を表した。今回の実験の結果より

４．本実験
(１)目的
主に日常にある物質の pH の違いによって、どのように黒カビの繁殖速度に違いが出るかを調べる。
(２)実験方法
黒カビの再繁殖率が抑えられたかどうか判断するために、何も加えない黒カビの成長量と比較

酸性の溶液の時はカビの死滅に関係がないと分かるが、アルカリ性については、元々身近にある物質の中にアルカリ性の物質が少なかったために実験材料が少なく、判断し難い。従って、身近にある物質という括りにした時点で溶液はほぼ酸性に限られるので仮設は正しくないと考えられる。よって、この二つの溶液には pH のほかに別の共通点があるのではないかと考えた。

して、実験の結果とした。また、実験環境は温度25℃のクールインキュベーターの中とし、溶液以外の違いが出ないようにした。
黒カビに、飽和状態である食塩水・砂糖水、すりおろした生姜汁、牛乳、梅干の汁、精製水、消毒用アルコール(0.1 モル)をたらし、新しい培地に移してクールインキュベーターに保存する。５
日間、それぞれの培地においてコロニーがどれだ
け増加していくか記録する。記録結果をグラフ化
して、予備実験を元に、繁殖速度が低下したか増加したか判断する。
(３)結果実験を行ったすべての物質に大きな違いが見

５．今後の課題
黒カビの死滅に効果のある溶液の共通点を探し、その溶液がほかのカビにも効果を示すのかを調べる。実験中の pH が変わらないように緩衝液を用いる。
〔キーワード〕黒カビ科、繁殖速度、pH

食べ物に含まれるタンパク質分解酵素～タンパク質分解酵素のパワーに迫る～
Enzyme which decompose protein contained in food
外處 結実

冨永 真由

野中 京香

【概要】
酵素は、生体内で物質代謝に関与し、特定の化合物に対して特異的に働くことが確認されている。
その中でも、私たちはタンパク質分解酵素に着目し、どの食べ物に含まれているものがタンパク質をより多く分解するのか調べたいと思った。予備実験では、ゼラチンやカマボコの上に５種の食べ物をのせた結果、ゼラチンではバナナ、カマボコではパイナップルをのせたものが最も溶けた。また、４種の食べ物をゼラチン溶液に入れて固めた結果、パイナップルを入れたゼラチンは凝固しなかった。そこで、
パイナップルのタンパク質分解酵素に着目し、どのくらい熱に耐えられるのかを調べた結果、80℃に熱したものは酵素活性が失われた。今後、ブラッドフォード法を用いて、タンパク質分解酵素がどのくらいの熱や酸・アルカリで働けるのかを明らかにしていきたい。
【Abstract】
It is confirmed that enzymes are related to metabolism in organisms and work grammatically on
particular chemical compounds. According with our hypothesis, among many enzymes, we would
like to research on some particular enzymes which disassemble protein and also we would like tofind which food contains such an enzyme. In the preceding experiment, we put five different food ingelatins and fish sausages. Among these five foods, a gelatin which had a banana on it dissolved
the most and a fish sausage which had pineapples on it dissolved the most. In the second
experiment, we put four different foods into a solution of gelatin. As a result, the gelatin withpineapple didn’t coagulate. To see the results from the two experiments, we focused on enzyme inpineapple. We saw how much temperature were affected on the performance of the enzyme. Whenthe enzyme was heated up to 80℃, the performance of the enzyme was lost. In our following studies,
we would like to find out the range that improves the enzyme performance using Bradford method．
１．はじめにるタンパク質分解酵素の働きによるものと考え

近年、酵素は健康面で大きな注目を集めていた。そこで、ゼラチンに食材をのせてゼラチンる。私たちはこのことに関心を持ち、どんな酵が溶けた量によって食材ごとのタンパク質分解

素が物質を最も速く分解するのか興味を抱いた。

酵素活性を比較した。

また、ヒトの体を構成するタンパク質は、私た

３．実験①

ちにとって特に身近な物質である。そこで私た(１)方法

ちは、タンパク質分解酵素について実験をする①水とゼラチンを５０：１で混ぜたゼラチン溶ことにした。

液を３０mL ずつに分けて冷蔵庫に入れ、１２．予備実験

日かけて固めた。

予備実験として、１１種の果物や野菜をゼラ②①で作ったゼラチンにバナナ、パイナップル、チンにのせて１０分間置いた。また、何ものせ

パパイヤ、ダイコン、ジャガイモをそれぞれないものも用意した。その結果、何も置かなか

５g ずつ、型抜きして等しい面積がゼラチンったものは溶けなかったが、食材をのせたものに触れるようにした。

はよく溶けた。ゼラチンの溶解は食品に含まれ③ろ紙の質量を量った。②のゼラチンから溶けて出てきた液体をこのろ紙で１分ごとに吸わのも用意して２週間置いた。

せた。何も入れないもので同条件のものも用

(２)結果

意した。

パイナップル→１日後凝固していなかった④①～③で溶かしたゼラチンをカマボコにして同様に実験した。

コンニャク→１度凝固した後、１週間後溶けた
バナナ、ジャガイモ→１度凝固した後、少し溶

(２)結果

けた。

・ゼラチンを溶かした場合

何も入れないもの→凝固した。

ろ紙に含まれる液体の質量［g］
5
4
3
2
1
0

4
3.4 3.4

2.9
2.5 2.3 2.4
1.5 1.7
1.4
1.3 1.3 1.3 1.3
1.3
1.1
1.1 1.3
1
1
1
0.9
0.9
0.9
0.8
0.8
0.7
0.7
0.7
0.7
0.6
0.6
0.6
0.5
0.4
0.3
0.2
0.2
0.2 0.4
0.1
0.1 0.4
0.1 0.4
0 0.2
0 0.3①何も入れない②パイナップル

③パパイヤ

④バナナ

⑤ダイコン

⑥ジャガイモ・カマボコを溶かした場合ろ紙に含まれる液体の質量［g］(３)考察・課題
4 つの食材の中ではパイナップルのタンパク
質分解酵素が最も速くタンパク質を溶かすということがわかった。そこで、パイナップルのタ
ンパク質分解酵素が熱や pH の変化にどれくらい耐えられるか調べてみたいと思った。
５．実験③
(１)方法
①パイナップルをミキサーにかけ、１０mL ず
つ試験管に入れた。４０℃と６０℃、４０℃と８０℃のお湯にそれぞれ同じタイミングで入れ、３０分置いた。
②水とゼラチンを５０：１の割合で混ぜたもの
を５０g ずつ用意し、①を入れた。コントロールとして、パイナップルの代わりに水を同
じ温度に同じタイミングで入れたものをゼラチン溶液に入れた。
③１日冷蔵庫に置いた。

カマボコで、最も溶かした食材が異なったこと(２)結果
パイナップルは熱にどこまで耐えられるか
パ イ ナ ッ プ ル コントロール
抽出液入り
４０℃
凝固しなかった
固まった
６０℃
凝固しなかった
固まった
８０℃
固まった
固まった
８０℃のお湯に浸けたときのみ酵素活性が完から、タンパク質を構成するアミノ酸の配列に全に失われた。また、６０℃のお湯に浸けたもよってタンパク質分解酵素の活性速度は異なるのは少し粘り気があった。

ことが分かった。そこで、溶かす対象をゼラチ(３)考察・課題(３)考察・課題
ゼラチンにおいて最も酵素活性が強かったものはバナナで、カマボコにおいてはパイナップ
ルだった。しかし、溶けていないゼラチンや食べ物の果汁などがろ紙についてしまったため正確な値ではないことも考えられる。ゼラチンとンに絞ることにし、固める前のゼラチン溶液に

パイナップルのタンパク質分解酵素は６０℃

入れることにした。

から８０℃の間で酵素活性を失うということが４．実験②わかった。また、６０℃のお湯に浸けたものは(１)方法

特に硬さが曖昧になってしまったので、固さを①水とゼラチンを５０：１で混ぜたゼラチン溶

数値化できるような工夫をしたい。

液を５０mL ずつ容器に入れた。

６．謝辞②バナナ、パイナップル、ジャガイモ、コンニ

お茶の水女子大学教授の千葉和義先生、群馬ャクを１０g 用意し、それぞれみじん切りに大学教授の中村彰男先生にご助言いただきまし

したものをそれぞれ入れた。何も入れないもた。ありがとうございました。