宮城教育大学環境教育研究紀要

第３巻「水の中のミクロの宇宙」を楽しむ子どもたち
田幡憲一＊・見上一幸＊＊・出口竜作＊
On November 5th, 12th and 19th in 2000, the authors taught sixteen highschool and middle highschool
students, in labolatories of Miyagi university of education. In our program, the students observed
small lives in water, using various types of microscopes.
On November 5th, students learned about ecology and physiology of cyanobacteria, including collectionof cyanobacteria in a vertual space and from nature, its role in the evolution of lives and effects ofchromatic lights on pigment synthesis. On 12th, they learned about molecular and cell biology ofParamecium, including microinjection technique, nucleare transplantation, PCR and electrophoresis of DNA.
On 19th, students learned about ethology of cnidarians, observing their body forms, feeding behavior, andfine structure of nematocysts.
This program was supported by Grant-in-Aid for Publication of Scientific Research Resutls of The
Ministry of Education, Science, Sports and Culture .

key words:

science education（理科教育）、environmental education（環境教育）、
biology education（生物教育）、 microscope（顕微鏡）、 microorganisms（微小生物）

１．はじめに（１）理科を巡る子どもたちと教師
理数改善協会（1996）の、小学校３学年から中学校３学年までの児童・生徒を対象として、理科の物理、化学、生物、地学の各分野に対する態度を調べた調査によると、学年が高くなるにつれ、物理分野、化学分野が好きと答える生徒の割合が著しく減少することが示

文部科学省ホームページ http://www.mext.go.jp/された。

a_menu/shotou/youryou/index.htm

また、日本では 1995 年に実施された、IEA（国際教表１より田幡作成理科への配当時間

育到達度評価学会）による第３回国際数学・理科教育
調査では、日本の中学生の理科の学力は世界でもトッ

さらに、平成 12 年度より教員免許法が変わり、免許

プクラスではあるが（中学校２年生で 41 カ国中第３取得に義務づけられた、大学で取得しなければならな

位、中学校１年生で 39 カ国中第４位）、理科に対する

い教科に関する科目の単位数が大幅に減じられた（表態度では大好き、好きと答えた中学校２年生の生徒の２）。たとえば、小学校教諭１種免許を取得するために割合が 21 カ国中もっとも少なく 56％であった（国立は従来18単位の教科に関する科目の単位取得が義務づ

教育研究所

けられていたが、平成 12 年度入学生からは、８単位で

1997）
。

一方、小・中学校では 2002 年度から施行される平成

よいことになった。これまでも小学校教諭の免許状取10 年 12 月 14 日に告示された小学校学習指導要領、及得に理科の実験に関する科目の単位取得が義務づけらび中学校学習指導要領では、総合的な学習の時間の導れていなかったことの問題点を指摘する声が聞かれて入や、学校週５日制の導入によって、既存の教科の時いたが（浅島誠ら 1997）、これからは大学で理科の講間が大幅に削減されることになった（表１）。

義さえ受講することなく小学校で理科を教える教員が＊ 宮城教育大学教育学部理科教育講座，＊＊ 宮城教育大学教育学部附属環境教育実践研究センター－ 79 －

「水の中のミクロの宇宙」を楽しむ子どもたち

出てくるということである。

また、理科などの教科に関する科目を履修する機会の少ない教員を志す学生には、教科に関する科目を受講する以外の局面で、理科に触れる機会を準備することも必要である。
このような問題意識から、わたしたちは①文部省フ
レンドシップ事業に参加、地域の子どもたちを大学の理科実験室に招き、学生に自ら作成した指導案に基づき理科実験を指導させたり（宮城教育大学理科教育講座 1998-2000）、宮城県北部の蕪栗沼での自然観察を学生に指導させるなどの活動（見上一幸と村松隆 1998

表２

教諭一種免許取得に必要な単位

伊澤紘生他 1999 宮城教育大学環境教育実践研究センター 1999）、②大学等地域開放特別事業に参加しまた、中学校教諭１種免許取得のためには、従来 40

地域の親子を大学の実験室に招き、大学教官による理単位の教科に関する科目の単位取得が義務づけられて科実験の指導を行い理科の楽しさを子どもたちに実験いたが、平成 12 年からは 20 単位に減じられた。新たを通じて体験させるとともに、ボランティアとして参につくられた教科または教職に関する科目という枠組加した本学学生に理科実験を通じて子どもたちとつきみの中で、理科など教科に関する科目を履修する可能

あうことを体験させる活動（田幡憲一と出口竜作性もある。けれどもたとえば小学校教諭１種免許を取2000）などの事業を行ってきた。

得することを目的として大学で学んだ学生が、20 単位

一方、田幡はラン藻を材料とした理科教育のためのの理科に関する科目の単位を取得するだけで小学校教教材研究（田幡憲一 1996、田幡憲一 1998、工藤泰子他

諭一種免許の他に中学校理科教諭の一種免許を取得し、1999）を、見上は繊毛虫を材料とした生命科学研究の中学校で教壇に立つことができるのである。

経験を生かし、水中微小生物を環境教育素材として用

これらをまとめると、21 世紀の小・中学校では、理いるための教材研究（見上一幸 1998）を、出口は刺胞科にあまり興味がもてない、あるいは学生時代を通じ動物を材料とした生命科学研究の経験を生かした理科て理科をあまり学んで来なかった教師が、理科が好き

教育のための教材研究（田幡憲一と出口竜作 2000）をになれない児童・生徒に少ない時間の枠内で理科の授行ってきた。

業を行うことにもなる。

これらの経験を踏まえ、田幡を代表とし、見上と出

一方、空気中の二酸化炭素の増加や、オゾン層破壊

口の３人でグループを組織、科学研究費補助金研究成による地上に降り注ぐ紫外線量の増加など、21 世紀の果公開発表Ｂ（実験実習形式）に応募し、先端の科学

地球環境を考える上での課題も多い。これらの問題をを中学生、高校生に観察・実験を通じて体験させると考える上で、自然を正しく認識し理解することは問題

ともに、身近な環境に見られる水中微小生物を認識し、解決の基本的な力である。これらの基礎的な力を児

そのなりわいを理解させるための事業を行うこととし童・生徒の身につけさせる機会、あるいは教員を目指た。

す学生に身につけさせる機会をつくっていくことは、
21 世紀の社会を築くために必要なことである。

２．
「水の中のミクロの宇宙」の概要「水の中のミクロの宇宙」は、全国で 52 の企画が実（２）これまでのわたしたちの活動
総合的な学習の時間では、児童・生徒の興味に基づく研究活動が重視されている。学校週５日制を有意義なものにするためには、休日の子どもたちの活動を受け止める地域社会の環境整備が必要である。

施された「ふれあいサイエンス 2000」の一環として、
私たち研究者グループと「ふれあいサイエンス 2000」
を統括した日本学術振興会の共催で実施された。
ふれあいサイエンス2000全体は、全国都道府県教育委員会連合会、全国市町村教育委員会連合会、全国科－ 80 －

宮城教育大学環境教育研究紀要

第３巻

学博物館協議会の後援を受け、加えて「水の中のミク

３．指導の実際

ロの宇宙」は宮城県教育委員会、仙台市教育委員会の（１）11 月５日の指導・・・ラン藻の観察・実験後援を受けた。

・ラン藻とは「水の中のミクロの宇宙」の目的を、水に棲む微小生シアノバクテリア（ラン藻）は、地球上に 30 億

物を大学の高性能の光学顕微鏡を用いて観察し、身近

年以上前から棲息してきたと考えられており、酸な環境を見つめ直すとともに、生物のからだの精緻な素発生を伴う光合成を行い、葉緑体の起源となっメカニズムについて解析することによって先端の科学たとされている生物である。身近な河川や湖沼やに触れ、理科学習への動機付けとすることとし、宮城

湿った地面、コンクリートの壁、さらには温泉の教育大学生物学生第二実験室を会場とした。平成12年

わきだし口や極地など高温、低温の場所など、地

11 月５日、12 日、19 日を開催日程とし、延べ３日間

球上のあらゆる箇所で見られる生物である。また、にわたり参加できる中学生、高校生20名前後の参加者

窒素固定を行い地球規模の窒素循環を支える重要を募った。

な生物であり、ラン藻の共生するコケ類が森林の日本学術振興会から、各学校等にポスターや応募用

一次遷移において、環境の栄養の乏しい初期段階

紙が配布され、応募した生徒は日本学術振興会が集約に成長するとされている。さらに、ラン藻によっするのが原則である。けれども、日本学術振興会からては生育する環境の光に応じて光合成反応におけの配布物を見て私たちの企画に応募した生徒は１名のる集光物質の役割を果たす青色のフィコシアニンみであった。宮城県内高校教諭の研修会で本企画の説と赤色のフィコエリトリンの量比を変え、環境に明を行い参加者を募る、理科教育講座が実施したフレ

対する適応を行う。

ンドシップ事業のおりに参加した中学生に本事業の説

生命の進化、代謝、環境と調節、生態系を考え明をする、日本化学会が中学生、高校生を集めて行っる上で重要な生物であり、培養もたやすく（工藤た実験講習会「夢 化学 21」のおりに参加者応募用

他 1999）、教材としての豊かな可能性を持つ生物

紙を配布する、宮城県内の高等学校と仙台市、仙台市でもある。

近郊の中学校にあらためて私たちから「水の中のミク一方ラン藻は、原核生物のため、真核生物の取ロの宇宙」に関するポスターと応募用紙を郵送する、り扱いにとどまる中学校までの教材生物として用

新聞の情報欄に本事業を紹介してもらう、参加が望め

いられることは少ない。高等学校での教材としてそうな学校には積極的に私たちから生徒の応募を勧奨用いられた例もほとんどなく、中学生高校生にするよう依頼する、などの宣伝活動の結果、中学生９

とっては親しみ深い生物とは言えない。

名高校生７名の応募を得、書類選考の結果応募者全員

・指導の流れの参加を認めた。

ａ

ラン藻の自然史表３に、11 月５日（日）、12 日（日）、19 日（日）の38億年前の地層から現世のラン藻とよく似た生担当者と参加者数、会場、時間を示した。内容の詳細

物の微化石が発見されていることや、30 億年以上については、以下の指導の実際に述べる。

前の地層から、原生のラン藻が形成するストロマ
トライトに酷似した化石が見つかっていることな
どから、ラン藻が古くから地球上に生息したと考えられることを説明するとともに、ラン藻が葉緑体の起源として考えられることを解説し、ラン藻観察への動機付けとした。
ｂ

仮想空間でのラン藻の採集、
田幡と赤木（2001）は仙台市内の繁華街でラン藻を採取するとともに、採取地の遠景・近景の写表２

概要

真、採取したラン藻の顕微鏡写真を撮影し、コン－ 81 －

「水の中のミクロの宇宙」を楽しむ子どもたち

ピューター上で編集し、インターネット閲覧用ソ

NIES23）の細胞と比較させた。

フトウェアを用いて閲覧できるようなソフトウェ

NIES23 の細胞も、ホウレンソウ葉緑体も、直径

ア「繁華街の藻類観察」を作成し、CDROM に収録し５μm 程度の球形である。これらの構造を比較させた。トップページに現れる仙台市内の地図上で繁ながら、再度ラン藻が葉緑体の起源となったこと

華街をクリックすると、指定した繁華街の風景がを解説した。

閲覧でき、開いた風景の中でラン藻が棲息していｅ

ラン藻の光適応・・・探求の要素を入れてそうな場所をクリックするとその場所の近景が現

赤い色素は緑や赤の光を吸収し、緑色の色素はれ、さらにその近景の中でラン藻を実際に採取し青色や赤色の光を吸収する性質がある。

た箇所をクリックすると採取されたラン藻の顕微

Tolypothrix tenuisは緑色の光を照射して培養す鏡写真が現れるしくみである。ラン藻の生育してると赤みがかったフィコエリトリンを合成し細胞いる場所とラン藻の形態を学習し、「採集と観察のの色は褐色となる。一方、赤色の光りを照射して勘所」を把握することを目的として作成したもの

培養すると、青色のフィコシアニンを合成し、細である。

胞の色は青みがかった緑色となる（Fujita, Y.

このソフトウエアを用いて、「水の中のミクロのandHattori，A.

1960）。T. tenuis の細胞の宇宙」に参加した中学生、高校生にラン藻につい色の変化は、培養光の性質を変えて１週間程度培て学習させた。最初に指導者が繁華街を二カ所選養すると肉眼で容易に確認ができ、環境に対するんでバーチャル空間でのラン藻の採集を演じてみ

生物の適応を学習する教材生物として適するもの

せると、操作の方法を把握し、15 分程度で全員がである（設楽未来

いずれかの繁華街の画面からラン藻の画面までた

最後にT. tenuis(IAMM29)を用いて、ラン藻の環

どりつくことができた。
ｃ

2000）
。

境に対する適応について、探求的に学習した。

現実空間でのラン藻の採集

赤色のラインマーカーで記憶すべきところを塗仮想空間でのラン藻の採集の後で、一人一人にりつぶし、緑色の透明なフィルムをかぶせると、ピンセットとシャーレを渡し、宮城教育大学構内

塗りつぶしたところが黒くなり読めなくなる。こでラン藻の採集をさせた。45 分程度の採集で全員の性質を利用した暗記を確認する文具、「ゼブラがラン藻を観察することができた。作成したチェックシート」も販売されている。

CDROM がラン藻の採集に有効であることを示した

この現象を導入に、直視分光器を用いて色セロものである。

ファンの色調と光の吸収の関係を確認した。次に、

一方、糸状体を形成する緑藻であるミドロモの寒天培地で培養した細胞の色が緑色の IAMM29 と、類をラン藻と間違える生徒も何人か見られた。ラ

赤色の IAMM29 を子どもたちに提示し、「同じ種類

ン藻は、緑藻よりもやや青味がかかった緑をしてのラン藻を試験管内の寒天上に植え、試験管の外いること、原核生物なので葉緑体が観察されないから光を照射したものである。どのような培養のこと、ミドロモと比較すると明らかに小さいこと方法をとったら、このように色の違うラン藻が培などを解説したところ、ラン藻を自ら探し出すこ養できるか？」と発問した。同時に白色光で液体とのできる生徒が増えた。

培地中で培養した赤色の細胞のIAMM29と試験管に今後緑藻など、ラン藻以外の藻類も CDROM に収入れた寒天培地を提示し、方法とそう考えた理由

録し、仮想空間でこれらの藻類をも比較観察するを尋ねた。

ことにより、ラン藻についてより正確に把握させ15 名の生徒のうち、「赤い細胞をつくるためにることが必要である。
ｄは緑のセロファンを巻き、緑の細胞をつくるため葉緑体の単離とラン藻との形態の比較には赤のセロファンを巻く。
」と答えた生徒はいな

ホウレンソウ葉緑体を分別遠心を用いて単離しかった。「赤い細胞をつくるためには通常に培養（田幡憲一 1987）、ラン藻（Anabaena variabilis

し、緑の細胞をつくるためには赤いセロファンを－ 82 －

宮城教育大学環境教育研究紀要

第３巻巻く」と答えた生徒は２名であった。最初に通常先生ですらどこにいるのか知らない場合が多い。

の方法で培養した赤色のIAMM29を観察させたこと

そこでどんなところに住んでいて、どのように見もあり、このふたりは私の意図した回答をしたとつけ、どのように採集し、そしてどのように増や考えている。一方、「赤い細胞をつくるには普通にすかを説明した。

培養し、緑の細胞をつくるためにはサランラップ

今回参加した多くの子どもたちは、教科書の絵を巻いて光を弱くする。
」あるいは「赤い細胞をつのためか、ゾウリムシは草履のように扁平で、縁くるには普通に培養し、緑の細胞をつくるためににそって繊毛が生えていると思っていたようであは水を入れる。
」、「赤い細胞をつくるには普通に培る。しかし、操作電顕写真を見ることによって、束養し、緑の細胞をつくるためには緑のセロファン子のようであることにまず驚いていた。次に生きを巻く。
」などと答えた生徒が 13 名であった。多た細胞を観察しようとしたが、動きが速く、このくの生徒は、この日に学習した色調と光の吸収、問題の解決法を話しあった。子どもたちからの解光の吸収と光合成の関係を結びつけて考えること

決法は、粘性の高い液に入れて繊毛の運動を遅くができなかったようである。

するとか、繊毛を刈り取るとか、何か麻酔できな

実際に IAMM29 を寒天培地に植え継ぎ培養し、翌

いかというアイディアが出された。この後、昔の週その結果を確認させた。緑のセロファンを巻い

研究者たちも全く同じことを考えて、粘性の高いた培地には赤い細胞が増殖し、赤いセロファンを液としてメチルセルロース液が考案され、繊毛を巻いた培地には緑の細胞が増殖した。

刈る方法として薄いエチルアルコールによる方法

以上の指導からIAMM29を用いた光適応は生徒にが発明され、また、麻酔には塩化ニッケルを使用

も再現性よく確認させられることがわかった。一する方法が生まれたことを講義した。子どもたち

方、光吸収と色調や、光合成と光吸収などについは、専門の研究者でも自分たちと同じ発想で研究ての学習プログラムは、さらに検討することが必をしたことを知り、自分に自信をもったようであ

要である。

る。
ゾウリムシはたった１個の細胞でできているの（２）11 月 12 日の指導・・・ゾウリムシと DNAに、口もあり、肛門もあり、そしてさらに雄と雌・指導の流れがいて、有性生殖まですることを知ると、単細胞ゾウリムシをすでにどこかで聞いたり見たりし生物＝単純という概念が払拭されたように思う。

ている子どもたちが多かった。それでもまず、こゾウリムシの実験としては、すでに一般的にの体長約１／５ミリの生き物を肉眼で見ることかなっているポスターカラーを食べさせてカラフルら始めた。次に解説を交えながらルーペ、顕微鏡な食胞を作らせる実験を行ったが、この作業も子観察へと進んだ。観察実験項目は以下の通りであどもたちには新鮮であったようである。

る。

この後、細胞の中にクロレラをもっているゾウ
リムシがいるとか、ゾウリムシは、人と同じよう

ａ．単細胞の生きもの“ゾウリムシ”ってどんなもの？

に歳をとる、などと説明すると、さらに驚いていた。

１）ゾウリムシはどこにいるか

午後の前半は、核、染色体、DNA と遺伝に関わる

２）どうして泳ぎまわれるのか

実験観察を行った。具体的な内容は次の通りであ

３）単細胞なのに口もある、お尻もあるる。

４）ゾウリムシ雄と雌の区別は？

ｂ．細胞を研究するには核や DNA（遺伝子）を観察

５）植物を体の中で栽培できるゾウリムシ

するにはどうするか。

６）ゾウリムシは年をとる

１）学校でもできる染色法

教科書によく出てくるゾウリムシでも、学校の－ 83 －

２）蛍光顕微鏡と蛍光色素を使った各の観察「水の中のミクロの宇宙」を楽しむ子どもたち

３）遺伝子 DNA を長さで見分ける方法

満足したように思われた。

まず、染色による核の観察から始めたのは、普この後で、核に遺伝子 DNA を注射することがで

段学校で習っている内容から入りたかったからできることを説明し、さらに、補助役の大学院生がある。つまり、最初に酢酸オルセインによる核の細胞から細胞へ核のような大きな細胞内小器官の染色を行い、大核と小核があることを見てもらっ移植も可能であることを実験装置を操作しながらた。ただし、これらの核の機能の違いや核分化に演示した。

ついては、複雑になることから触れないようにし予定では、ゾウリムシの仲間には、細胞を切った。

ても死なない強い生物がいることを示すために、次に、蛍光色素で核の観察を行った。真っ暗なアメーバや繊毛虫ブレファリスマを準備していた

視野に、夜空に星や月が輝くように、核が光ってが、時間の少なかったことから、割愛した。全体見えるさまは、たいへん幻想的であったと思う。

の反省としては、内容的には２日間で行ってよい

ここでは DAPI による染色を取り入れた。時間の関

盛り沢山の内容になってしまったことである。

係で多くの生徒がこの観察をできなかったのは残念である。

（３）11 月 19 日の指導・・・刺胞動物の捕食行動

最後に、ゾウリムシの DNA を抽出して、制限酵

第３回目は、刺胞動物（主にヒドラ）を実験材

素で処理したものとゾウリムシ大核 DNA の PCR プ

料に選んだ。前回までの２回（ラン藻とゾウリム

ロダクトについてアガロースゲル電気泳動を行っシ）とは異なり、刺胞動物はれっきとした多細胞た。この実験によって長さの異なる DNA を分ける性の生物である。しかし、進化的には原始的な動ことも体験できた。また、実際の DNA 塩基配列解物群であり、「反射」を組み合わせた比較的単純な析装置を前に、遺伝子の解析がどのように行われ行動を示すことしかできない。ただし、単純とはているかの説明を行った。この部分も時間の関係

いえ、刺胞動物の捕食行動はダイナミックであり、で、一部はサポート学生による演示実験になって子どもたちを十分に引きつけるものである。普段しまった。子どもたちはこの解析の原理を理解しは見ることのできない水中で繰り広げられている

たとは思われないが、新聞・雑誌・テレビなどのドラマ --- ヒドラと餌との格闘 --- を実際に見るニュースで聞く DNA という言葉が少しでも身近にことにより、まず何かを感じてもらいたいと考えなってくれたのではないかと期待している。

た。その後、この捕食行動のメカニズムを実験的

午後の後半は、細胞工学的な手法の体験を行っに解き明かしていくことにより、生物の奥の深さた。具体的には、細胞に細いガラス針を刺して、オを感じてもらいたいと考えた。

イルや DNA の微量注射を体験した。

まず、OHP を用い、刺胞動物の仲間（ヒドラ、クｃ．遺伝子を小さな細胞に注射できるか。

ラゲ、イソギンチャク、サンゴなど）を紹介した。

１）細胞に油を入れてみよう

次に、参加者１人につき１台の双眼実体顕微鏡を

２）染色体（遺伝子・DNA）を細胞に入れてみる

用意し、照明装置の使い方、焦点の合わせ方（お３）核もそっくり移植もできる

よびズームアップの方法）、目の幅や視度の調節方

子どもたち直接体験してもらったのは、細胞内法を簡単に説明した後、実際にシャーレ中のヒドに油滴を注射することである。指導者側でゾウリ

ラ（研究室でクローン化したエヒドラ

ムシを顕微鏡下にセットし、注射できるまで準備（Pelmatohydra robusta）を使用 --- 以下の実験でしておき、子どもたちに油滴の注射をしてもらっ「ヒドラ」となっているのは全てこのクローン）をた。子どもたちは始めるとすぐに操作になれ、見観察してもらった。うまく観察することができな

事に油滴を注射した。細胞の中に大きな油滴を抱い参加者に対しては、実験補助の学生達が個別にえて泳ぐさまは、低倍の顕微鏡でも簡単に見るこ指導に当たった。参加者全員がおよそ双眼実体顕とができ、注射に成功した子どもは特にたいへん

微鏡の扱いに慣れた後、以下のａ．～ｅ．の観察・－ 84 －

宮城教育大学環境教育研究紀要

実験を行った。

第３巻

渉顕微鏡による刺胞の観察

ａ．ヒドラの捕食行動の観察

・ヒドラをスライドグラスに載せてカバーグラスを・小型の餌を捕らえた時の行動：小型の餌としては、かけ、プレパラートを作成した。その後、田幡研

アルテミアのノープリウス幼生を用いた。数匹の究室に移動し、発射前と発射後の刺胞を位相差おアルテミアをピペットを用いてヒドラの触手に捕よび微分干渉顕微鏡（総合倍率 400 倍）で観察しらえさせ、その後のヒドラ・アルテミア双方の行た。（注３）

動を観察した。

ｄ．
「ヒドラ＝多細胞性」であることを確かめる実験

・大型の餌を捕らえた時の行動：ヒドラにとっての・ヒドラを最終濃度 20 μ M の DAPI（DNA を染色する「大型」の餌として、イトミミズを用いた。イトミ

蛍光試薬）を含む溶液におよそ30分間浸しDAPIに

ミズを１ cm ほどに切り、ヒドラに与え、その後のよる核の生体染色を行った。その後、出口研究室

行動を観察した。（注１）に移動し、そのヒドラを蛍光顕微鏡（総合倍率100

ｂ．「捕食行動＝反射」であることを確かめる実験
・単離したヒドラの触手の捕食行動：かみそりの刃

倍または 400 倍）で観察した。
（注４）
ｅ．ヒドラ以外の刺胞動物の観察を用いてヒドラの触手を根元から切断し、その・グリーンヒドラ（Hydra viridissima）の形態を確「単離触手」にアルテミアを与え、その後の行動を認した後、アルテミアを与えて捕食行動を観察し

観察した。

た。

・触手と口だけにしたヒドラの捕食行動：かみそり・出口研究室において、ミズクラゲ（A u r e l i aの刃を用いてヒドラの口より少し下の部分を横向

aurita）のエフィラ（図２）を実体顕微鏡を用いきに切断し、上端部（触手と口）だけにした（図て観察した。さらに、このエフィラにアルテミア

１）。次に、その「上端部ヒドラ」にアルテミアをを与え、捕食行動を観察した。

与え、その後の行動を観察した。

図１ 「上端部ヒドラ」。エヒドラの口より少し下の

図２部分を切断し、触手と口だけにしたもの。

てから１週間ほど経過したもの。

ミズクラゲのエフィラ。ストロビラから遊離し・アルテミアの抽出液を与えた時のヒドラの行動ア

・出口研究室において、ヒオドシイソギンチャク

ルテミアを集め、水でぬらした濾紙にくるみ、そ（Anthopleura pacifica）、ヒダベリイソギンチャの濾紙を搾ることによって、「アルテミア抽出液」

ク（Metridium senile）、ウメボシイソギンチャクを得た。次に、その液をヒドラに与え、その後の（Actinia equina）などを観察した。
（注５）

行動を観察した。（注２）ｃ．ヒドラの刺胞の観察・・位相差顕微鏡と微分干－ 85 －

参加した中学生・高校生は、こちらが予想して「水の中のミクロの宇宙」を楽しむ子どもたち

いた以上に積極的であった。例えば、上記のｂの名はカゼを引いたためであった。次回に企画をたてる

実験中に、『アルテミアの代わりにイトミミズを用ときには、生徒たちの健康を考えた日程を組む必要がいた「イトミミズ抽出液」にも同様の効果があるあるだろう。

かもしれない』という話をしたところ、参加者の中学生、高校生に大学の最先端の科学研究に触れさ多くが『やってみたい！』という反応を示したた

せることを目的として展開した事業であった。科学のめ、急遽その実験を組み入れることにした。また、最先端には様々な切り羽があり、私たちのような巨大プログラム終了後に、参加者の何人かがヒドラやな装置を使わない、いわば等身大の科学研究もまたそ

イソギンチャクを自宅で飼育することを希望したの切り羽のひとつである。

ため、簡単な飼育法を教え、実際に持ち帰ってもけれども、中学生、高校生にとっては最新型の科学らった。これらのことを含め、今回のプログラム

研究のための装置に触れることが、最先端の科学に触を終えて、中学生・高校生は基本的には生物学にれた実感をもっとも持ちやすいのも事実である。

大きな興味を持っているということを再認識した。

教育大学が地域に開き、未来の地球市民をはぐくむ

今回のプログラムの一部では、蛍光顕微鏡や位役割を担うためには、このような機器を導入し子ども

相差・微分干渉顕微鏡など、少々特殊な顕微鏡をたちに触れさせていくこともまた必要なことである。

用いた。しかし、これらの顕微鏡はすでに旧式になっている上、狭い研究室の中の、さらに狭い場

本事業は、文部省より平成12年度科学研究費補助金研所に配置されているため、このような機会に用い究成果公開発表Ｂ（実験実習形式）の配分を受けて実るには適していない。今後は、一般の参加者を宮施したものである。

教大に招いて実験を行う今回のような機会がます
ます増えていくと考えられる。どこか共通の部屋に、最新の顕微鏡を設置し、それに高画質のビデ

注１ ヒドラの捕食行動は、「触手に触れた餌に反応

オカメラと大型のモニターを装着することができして、触手にある刺細胞から刺胞が発射される

れば、参加者に『さすが大学！』と思われるよう（この刺胞からの毒により、アルテミアなどの小型な実験内容を組み込むことが可能になると考えての餌は動きを失う）」、「触手の動きにより、餌が口いる。

付近まで運ばれる」「餌からの化学物質により、口が開けられる」、「触手の動きと口の動きにより、

４．おわりに

餌が胃の中へ押し込められていく」という一連の今回のプログラムに参加してくれた生徒たちは、フ反射から成り立っている。小型の餌が効率よく捕レンドシップ事業等、わたしたちが宮城教育大学でこ食されていく様は、ヒトが物を食べる時に示す行

れまで展開してきた事業に参加した者や、私たちの活動と同じように見える（と少なくともわたしたち

動をよくご存知の先生方に勧められて参加した者が多は思っている）。大型の餌の場合の捕食行動も基本かった。大学を地域に開いていく活動の蓄積の成果と的には同じであるが、刺胞の攻撃により餌が動きも言えよう。

を失わずにかえって暴れたり、また、餌を口の中期待を持って参加してくれた生徒たちが多かったせに押し込めていくのに時間がかかったりするため、

いか、
授業中は熱心に集中力をとぎらすことなく観察、ヒドラと餌が「格闘」しているように見える。

実験にとりくんでくれた。けれども、11月５日、12日、19日ののべ３日間の授業に参加することは、11月４日

注２

注１で述べたように、ヒドラの捕食行動は反（土）から 11 月 22 日（水）までの 19 日間に、休みは射から成り立っており、基本的には他の体の部分

11 月 10 日（土）、ただ１日だけということを意味する。

がなくても進行する。
「単離触手」は餌を刺胞で攻

最終日に６名の生徒が休んだがうち、４名は前日夜半撃する。
「上端部ヒドラ」は正常に餌を口に入れるに修学旅行から帰宅したための疲労が理由であり、２（ただし、胃がないため、口を通り抜けた餌は体外－ 86 －

宮城教育大学環境教育研究紀要に出てくる）。アルテミア抽出液を与えると、ヒド

伊澤紘生 1999

斉藤千映美

見上一幸

第３巻

平成 11 年度

ラは口を開き、餌を飲み込む時と同じような行動

フレンドシップ事業報告．宮城教育大学実践研究

を示す。

センター編
田幡憲一

注３ ヒドラの刺胞には、発射されると餌に突き刺国立教育研究所するタイプ（粘着刺胞）、および餌に巻き付くタイの国際比較 .

せいぜい 10 ～ 20μm の大きさしかない。

設楽未来

2000

1999 ラン藻を簡易に

53（12）,

1997

55-58

中学校の数学教育・理科教育

東洋館出版社
平成 11 年度宮城教育大学卒業論文

シアノバクテリア色素系の培養光波長への応答
田幡憲一

注４

熊谷理恵子

培養する．遺伝 ,さり、毒を注入するタイプ（貫通刺胞）、餌に付着

プ（捲着刺胞）がある。最も大きな貫通刺胞でも、

環境教育研究紀要，2,75. 工藤泰子

ヒドラの場合、このような簡単な方法により（固定を行わずに）、DAPI 染色を施すことができる。ヒドラは１ 0 万個程度の細胞から成り立って

1987

遺伝

田幡憲一 1996 探究活動の素材としてのシアノバク
テリア．遺伝 ,50（9）,

58-62

田幡憲一 1998 手抜きの２藻類観察. とっておき生いると言われているが、DAPI 染色し、紫外線照射

物実験 ,を行うことにより、その細胞数に相当するだけの及会編 , 17核が蛍光を発することになる。

手抜きの細胞分画．

田幡憲一

鈴木誠

森屋一／遺伝学普裳華房

田幡憲一 赤木将也 2001 繁華街のシアノバクテリ
ア観察マップーその制作と利用ー .

注５ ヒドラを除くと、刺胞動物のほとんど全ては育学会第 20 会大会

海に生息している。また、グリーンヒドラやサン日ゴのように、藻類が体内に共生している刺胞動物

田幡憲一

も珍しくない。

日本生物教

発表要旨集 （2001 年１月 27

奈良教育大学）

遺伝 ,

出口竜作

2000

大学で学ぶ子どもたち .

54（3）, 43-48

Burnett, A., L. 1973 Biology of hydra. Academic
謝辞

press.

本事業を実施するにあたって、ご後援いただいた、

Fujita, Y. and Hattori, A. 1960 Effect of chromatic

宮城県教育委員会、仙台市教育委員会に感謝したい。

lights on phycobilin formation in a blue-green

事業の準備や当日の実験補助に、仙台市立坪沼小学

algae Tolypothrix tenuis. Plant Cell Physiol.,校教諭の赤木将也さん、宮城県黒川高等学校大郷校教諭の大石正芳さん、宮城教育大学大学院学生の岩滝仁

1, 293-303
三浦淳子 1998 ヒドラを探求する. とっておき生物

範さん、伊藤順子さん、木村 直美さん、竹田典代さ実験 ,ん、山田 貴之さん、宮城教育大学学生の白井美幸さ

会編 59-62ん、多賀郁乃さん、戸村隆之さん、二瓶貴之さんが援助してくれた。感謝したい。

田幡憲一

鈴木誠

森屋一／遺伝学普及

裳華房 .

見上一幸 1998 水中微小生物の簡単な培養法の開発
研究とその成果の CD-ROM 教材化 . 平成 8・9 年度

宮城教育大学理科教育講座、宮城教育大学環境教育
実践研究センターの教職員のみなさまには、実験室や機材を利用させていただいたことを感謝したい。

科学研究費補助金研究成果報告書 「教材生物の簡
単な栽培、培養法」の基礎を固める ,34-49

見上一幸 村松隆 1998 平成９年度フレンドシップ
事業報告．

引用参考文献ター編

宮城教育大学環境教育実践研究セン

環境教育研究紀要，1,95-104

浅島誠 片山舒康 大橋洋一／田幡憲一 1997 座談宮城教育大学環境教育実践研究センター 1999 平成

会・リフレッシュ!!生物教育． 遺伝, 51（3）,36-

10年度宮城教育大学フレンドシップ事業実施報告41

書（環境教育実践研究センター）．

－ 87 －

「水の中のミクロの宇宙」を楽しむ子どもたち

宮城教育大学理科教育講座 1998

平成 9 年度宮城教育大学フレンドシップ事業（理科）報告書
宮城教育大学理科教育講座 1999 平成10年度宮城教育大学フレンドシップ事業（理科）実施報告書
宮城教育大学理科教育講座 2000 平成11年度宮城教育大学フレンドシップ事業（理科）実施報告書
理数改善協会

1996

理数に関する関心調査報告書 .

－ 88 －