実習11 ピーターコーンの種子
─ メンデルの分離の法則 ─
2008 9 20（金） 第２理科室
理科室から醤油の焦げた良い匂い・・・
「先生、何か食べたの？」の質問には、「トウモロコシの種子を調べる実験です」と答えましょう。
私が担当するクラスの生徒は、種子の数を調べてから、その味を調べることを知っているので、嬉々として理科室に入ってきます。
上：黄と白の種子が混じったトウモロコシ（商品名：ピーターコーン）
茹でてから真空パックしてあるので、封を切ればそのまま食べられる。
授業の目標
（１）黄：白＝３：１になることを確かめる。
（２）調べる数を増やすと、より正確な数値になることを確かめる。
（３）スイートコーンの種子の味を確かめる。
→ 「美味しかった」とトウモロコシに感謝する。
（補足）この実習の説明にはいくつかの嘘が含まれているので、現行の学習指導要領では教えることができません。しかし、私はメンデルの分離の法則（３：１になること）を実感させる上でとても有意義な実習だと思います。正確な知識は高校や大学で説明する範囲であることは認めますが、感受性豊かな中学生に最適なことを見逃してはいけません。子どもの立場に立てば、正確な知識はあとから得られます。中学生にとって、たくさんの種子を数えて３：１を確認するのは、とても大きな感動であり、遺伝に対する知的な興奮を覚えるものです。
それから、本当のことが気になる人のために、正確な知識を紹介します。
スイートコーンの受精
（１）色は『種子』ではなく、種皮（無色透明）の内側にある『胚乳』の色である。
（２）胚乳の核相は２ｎではなく、３ｎ（花粉の精細胞の核１つ＋極核２つ）である。
親の遺伝子 花粉（父） 黄 白 極核（母） ＼＼＼ 黄黄 黄黄＋黄
（子は黄色になる）黄黄＋白
（子は黄色になる）白白 白白＋黄
（子は黄色になる）白白＋白
（子は白色になる）
（３）受精卵の核相は、２ｎ（花粉の精細胞の核１つ＋卵細胞の核１つ）である。
（４）（２）と（３）は同時に行われるので『重複受精』という。
雄：花粉は、２つの精細胞（核）をもっている。
先生が準備するもの
（１）ピーターコーン（10本）
（２）包丁とまな板
（３）サランラップ、アルミホイル
（４）油性マジック
（５）ホットプレート、割り箸（つまようじ）
（６）三脚、金網、ガスバーナー
（７）醤油
◎ 授業の流れ
１ ピーターコーンの紹介 （15分間）
（１）ピーターコーンを見せ、種子の色が２種類（黄と白）であることを知らせる。
（２）その数の割り合いの理論値は、黄：白＝３：１であることを知らせる。
→ ３：１になることは、前の時間に学習している。
（３）実習はとても簡単なので、絶対に正確に数えなければならないことを明言する。
 上：完全に密封され、常温保存できる。 |
. |  上：ポイントは次の通り。 （１）種名はスイートコーン （２）遺伝子組み換えはない（しかし、親はクローン※） |
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話し方の例
「今日はピーターコーンを食べます。（ピーターコーンを見せながら、）これは北海道で作られたトウモロコシですが、もうすでに茹でてあるので、封を切れば、そのまま食べられます。先生はさっき、少し食べてみたのですが、ちょうどよい甘さで、もう、うっとりでした。さて、食べるだけでは理科の授業にならないので、みなさんには種子の数を数えてもらいましょう。このトウモロコシをよくみると、黄と白の種子が混ざっていることがわかります。近くに人は分かりますね。これらの数を正確に数えると、前の時間に学習したように、３：１になります。メンデルが調べたのと同じです。ま、今日の授業は数えるだけですから、ちゃんと正確に数えて下さいよ。後は食べるだけなんですから・・・。１班に１本ずつ配るので、３人なら３人で、４人なら４人で分けて下さい。５人の班は２本あげますので、上手に分けて、２本、それぞれの数を数えて下さい。分ける方法は包丁でも構いませんが、包丁だとコーンが半分に切れてしまうので、工夫して下さい。力があるなら、手で折った方が良いでしょう。また、他のクラスでは、１粒ずつとって、きれいに並べて数えていた班もありました。それから、トウモロコシの調理法はそのまま食べても良いのですが、ガスバーナーとビーカーの水で温めたり、アルミホイルでホイル焼きにしたり、ホットプレートが２つ用意してあるので、それを使っても良いです。調味料は、醤油と塩がありますが、何粒か食べてから調整して下さい。ホットプレートで醤油がこげたら、教えて下さい。洗い方を教えます。あっ、そうそう、大切なことを忘れていました。各班ごとで調べた数は、黒板に書いて報告して下さい。先生が電卓を使って、黄と白の比率を計算します。そして最後に、学級全体を合計して同じように計算します。前のクラスは、学級全体で3.02：１になりました。つまり、もう完全に３：１でした。みなさんのクラスも負けないように、しっかり数えて下さい。・・・つづく」
２ ３：１になるための親の色と遺伝子の確認
（１）親の形質は、両親とも『黄』
（２）親の遺伝子は、両親とも『黄白』の雑種
上：板書例。
話し方の例
「数えて食べるだけではいけないので、３：１になる理論を確認しておきましょう。前の時間に学習した通りですが、家系図を書きます（黒板に書きながら、）お父さんとお母さんがいて、結婚して、生まれる子どもが黄色と白になります。それが、このピーターコーンです。（生徒が書き終わるのを確認してから、）では、みなさんに質問です。『親は何色と何色でしょう？』組み合わあせは『黄色と黄色』、『黄色と白』、『白と白』の３つしかありませんので、手を挙げて全員に答えてもらいます。さっと手を挙げて下さい。友だちを見てからはいけません。では、聞きます。・・・親の色の組み合わせが、『黄色と黄色』だったと思う人！ ・・・ はい、正解です。今、手を挙げなかった人、大丈夫ですか？ 親は両方とも黄色です。ただし、遺伝子を調べると、黄色だけでなく、白い遺伝子も持った雑種です。黄色と白の２つの遺伝子を持っています。しかし、白の遺伝子は劣性なので隠れてしまい、優性な黄色、の種子になるわけですね。さて、これを簡単に書いておきましょう。（板書しながら、）黄色の遺伝子をイエローの『Ｙ』、白の遺伝子を『スモール・ｙ』としますと、２つの親は『Ｙとスモール・ｙ』になります。チョークの色も『Ｙ』を黄色、『スモール・ｙ』を白にしておきます。この両親からできた子の、遺伝子の組み合わせは、４通りです。つまり、『ＹＹ』で黄色、『Ｙとスモール・ｙ』で黄色、『スモール・ｙとＹ』で黄色、『スモール・ｙとスモール・ｙ』で白です。これで、黄色：白＝３：１になります。それから、これは、先生がトウモロコシ屋さんに電話でかけて聞いた話ですが、親は全部『クローン』だそうです。クローンは前の時間に学習したように、１つの生物から全く同じ生物を作ることです。動物のクローンづくりは大変ですが、植物はいろいろなもので作られています。ピーターコーンの場合は、黄色の純系と白の純系で作った雑種の中から、１番優れたものを１つだけ選んで親にします。これは遺伝子組み換えではありませんから、食べても大丈夫です。１番良いトウモロコシを選んで、それを増やしただけですからね。このように、全く同じ遺伝子型をもつ親どうしをかけ合わせて作った子どもが、今、みなさんが手にしているピーターコーンです。これらは、完全に遺伝子型が同じです。品質管理が万全ということです。
さて、先生からの確認は以上です。何か質問はありませんか。（数秒間待ってから、）始め！」
３ 生徒実習『種子の色を数える』
種子の数え方は、班ごとに考えさせるようにしました。その結果、次のようにいろいろな数え方が出てきました。
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む し っ て 、 並 べ る |
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上：この手法は、かなり優れています。何しろ、この後バター炒めにできますから、、、
 上：サランラップは２枚使ってもよい。 １枚は黄色を数えるため、もう１枚は白色を数えるため。 |
 上：手で折れば、種子は潰れない。 ただし、この方法は１つを２つにすることしかできない。４つにしようとすると、種子を握りつぶしてしまうことになる。 |
. |  上：包丁を使うと、いくつかの種子を不規則な大きな切ってしまう。その処理は生徒の判断に任せるが、誤差が少なくなるように注意させる。 |
 上：きちんとした列を作っていない場所があるので、混乱は避けられない。まあ、頑張ってくれたまえ。くり返し言うが、今日は数えるだけだから、誤差がでないようにすること！ |
４ 種子の数を発表する
数え終わった班から、前の黒板に書きに来る。
上：黒板に発表された種子の数
各班の結果は３：１になっていない。しかし、学級全体を合計すると、黄：白＝4055：1337＝3.0329：１。なんと、小数点第１位の正確さで３：１になったのだ。この感動は、私にとってピーターコーンとともに忘れられないものであり、今日のこの授業を受けた生徒達にとっても、先生が異常に興奮していたことは忘れられないと思う。真実は教科書を超えた。感動です。
５ 実習２ 種子の味を確かめる
そのまま食べてもよし、焼いてもよし。
上：アルミホイルの上で焦げめをつけてから、醤油をたらすのがお勧め。
上：ホットプレートで焼くと、お調子者の男子が『醤油』をどばーっとかけるので注意する。醤油が焦げてしまったものは、水で流すだけで簡単にきれいになる。
６ 本時の感想
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授業を終えて
この実習は、私にとっても初めてでした。高価なトウモロコシを注文する時、「種子の数をかぞえて食べるだけなのに、教育予算をこんなに使っても良いのか」と自責の念に囚われていましたが、生徒達はそれ以上のものを得たようなので、ほっとしました。つまり、各班ごとの結果は３：１にならなかったのですが、学級全体で計算して３：１になったとき、生徒から「メンデルはたくさん数えて大変だったんだね」という大きな声が出たのです。
私も３：１という結果に驚いたのですが、意味は少し違います。私は『統計学の説明に使える』と思ったのです。しかし、生徒の声「たくさん数えたんだね」によって、統計学の説明という私の自己満足をせずに済みました。本当に生徒の言葉に感謝です。とにかく、生徒と私の感動の内容は違っても、同じように遺伝の奥深さを体験したことは間違いありません。
それから、この実習は高校の数学にも利用できると思います。このページを読まれた数学の先生、是非とも実践して下さい。数学でトウモロコシを食べるのは、理科よりも意外性があって盛り上がりますよ。もちろん、生物学の先生とリンクして授業をされると、効果が何倍にもなると思います。
上：黄色の種子を数え終わり、ハイ、ポーズ！
白い種子は別のサランラップで数えてあるので、次は種子の味を調べる。しっかり味わって下さい。
※掲載許可を得ています。