中２理科①−１ 生物のからだのつくりの観察（タマネギの表皮の観察） 8th grade biology ~observation of onion's skin with microscope~

顕微鏡の使い方はこちら（How to use microscope）↓

中学全学年理科① 顕微鏡の使い方　JHS biology ~Microscope~

 

【目的】

身の回りの生物の表面のつくりを観察して、どのような特徴があるのか調べる。

 

【Goal】

Observe the surface structure of organisms around us and study what characteristics they have.

 

 

【準備物】

光学顕微鏡

スライドガラス

カバーガラス

ピンセット

柄つき針

ろ紙

カッターナイフ（またはカミソリ）

スポイト

タマネギ・トマト・レタスなど（タマネギがおすすめ）

 

【Preparation】

Microscope

microscope slide

cover glass

tweezers

needle with a handle

filter paper

box cutter kife

pipette

onion, tomato, lettuce etc. (recommend : onion)

 

 

 

【方法】

① タマネギの薄皮にカッターナイフで５mm四方の切り込みを入れ、ピンセットで薄皮をはぎ取る。

 

② 切り取った薄皮をスライドガラスの上に置き、スポイトで水を一滴垂らす。

 

③ 柄つき針で支えながら、ピンセットで薄皮の上にカバーガラスを静かに下ろし、プレパラートを作る。

 

④ 100倍程度の低倍率で観察したあと、400〜600倍の高倍率で観察する。

 

【Process】

① Cut the skin of onion (inside) as 5mm square and pick the skin up with tweezers.

 

② Put the piece of skin on microscope slide and put a drop of water with a pipette on it.

 

③ While supporting the cover glass with a needle with a handle, match the edge of it and the edge of the water.

　Lower the cover glass on the skin of Onion with tweezers to prevent air from entering (preparation).

 

④ Observe with lower magnification (×100), later higher magnification (×400~600). 

 

【結果】

どの生物のからだも、小さな部屋のようなものが多数見られる。

【Results】

We can observe like some small "room"s in the body of any organisms.

 

 

 

【考察】

生物の体の共通点として「小さな部屋のようなもの」が集まってできている点が挙げられる。

 

【Study】

Common structure : the body of organisms is consist of many small "room"s.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

中学全学年理科① 顕微鏡の使い方 JHS biology ~Microscope~

私が中学生のときには、顕微鏡も反射鏡で光を集めて明るさを調整したものだが、今では光源にLEDランプが使われているらしい。

LEDランプは発光時の熱発生が抑えられており、観察物を加熱する心配が少ない。

また、反射鏡で光の方向を調整する必要がないため、実験の時間を短縮できる。

反射鏡で光を集めるだけでもかなりの時間が必要なものだった。

便利な世の中になった。

 

When I was a student of JHS we used microscopes with mirrors to focus sunlight, but now the students can use LEDs instead of sunlight. 

LEDs generate less heat when emitting light so that we can observe objects without the risk of heating.

In addition, we don't have to adjust the direction of light with a mirror, we can reduce the time of adjustment.

It used to take a lot of time just to collect light with a mirror.

The world has become a convenient place!

 

 

中１では水の中の生物の観察、

中２では植物や動物の細胞の観察、

中３では細胞分裂するようすの観察を行うので、全学年にわたって顕微鏡のスキルは必要である。

 

7th grade : observation of organisms in the water

8th grade : observation of cells of plants and animals

9th grade : observation of cell division

All level students need more skills of microscopes.

 

【顕微鏡の扱い方】

接眼レンズは埃が鏡筒に入ることを防ぐため、できるだけ外さない。

持ち運ぶときは、アームと土台を両手で支える。

 

【Treatment of microscopes】

We should not remove ocular lens to prevent entering the dust intotube and objective lenses.

When we carry our microscopes we have to support "arm" and "base" with our TWO hands.

 

 

 

【顕微鏡を使った観察の仕方】

① 視野を明るくする。

　対物レンズを低倍率のものにして、しぼりと反射鏡を調整する。

 

② 対物レンズとプレパラートを近づける。

　観察物が対物レンズの下（視野の中心）にくるようにプレパラートをステージにのせる。

　横からのぞきながら対物レンズをできるだけプレパラートに近づける。

 

③ ピントを合わせる。

　接眼レンズをのぞきながら調節ねじを回して対物レンズをプレパラートから離し、ピントを合わせる。

　顕微鏡によっては、調節ねじに微調整ねじがついていることもある。

 

④ 高倍率にしてくわしく観察する。

　レボルバーを回して対物レンズを高倍率のものに変え、くわしく観察する。

　視野が暗く、狭くなるので、しぼりを調整して明るくする。

　観察物が視野の中心にないときには、視野の中心と反対方向に引っ張るようにしてプレパラートを移動させる。

　（顕微鏡の視野は上下左右が逆になっているため）

 

 

【How to observe with microscope】

① Brighten the field of view.

　Use a lower magnification objective lens and adjust the condenser and mirror.

 

② Bring the objective lens and the preparation close together.

　 Place the preparation on the stage and we can observe the object under the objective lens (in the center of the field of view).

　 Bring the objective lens as close as possible to the preparation while looking through it from the side.

 

③ Adjust focus.

While looking through the ocular lens, turn the adjustment knob to move the objective lens away from the preparation and bring it into focus.

 　Some microscopes have a fine adjustment knob attached to the adjustment knob.

 

④ Observe with high magnification.

 　Change to high magnification objective lens while turning nose piece.

 　The field of view would be dark and narrow so that we have to adjust condenser and make the field of view brighter.

 　When the object under observation is not in the center of the field of view, move the preparation by pulling it in the direction opposite to the center of the field of view.

　(Because the microscope's field of view is upside down.)

 

 

 

【拡大倍率の求め方】

　接眼レンズの倍率 × 対物レンズの倍率

 

【How to calculate the magnification】

　Magnification of ocular lens × magnification of objective lens

 

 

【プレパラートの作り方】

　プレパラートとは、完成品のことである。

　よく、スライドガラスのことをプレパラートという生徒がいるので、注意しよう。

 

① スライドガラスの上に（必要ならスポイトで水を一滴落とし、その上に）ピンセットで観察物を置く。

 

② 観察物の上に（必要なら）スポイトで水を一滴落とす。

　観察の種類によっては、酢酸カーミン液などの染色液を使う。

 

③ 柄つき針で支えながらカバーガラスの端を水の端に合わせ、ピンセットで空気が入らないようにカバーガラスを下ろす。

　はみ出た水などは小さく切ったろ紙で吸い取る。

　このとき、水を吸い取りすぎないように気をつける。

 

 

【How to make the preparation】

 　"Preparation" is a finished product.

  　Some students often get it wrong that microscope slide is preparation.

 

① Put an object on the microscope slide with tweezers (if necessary, you may put a drop of water using pipette and put the object on the water).

 

② (If necessary) put a drop of water with a pipette on the object.

 　In the case of observation, we use stain such as carmine acetate.

 

③ While supporting it with a needle with a handle, align the edge of the cover glass with the edge of the water and lower the cover glass with tweezers to prevent air from entering.

　Remove any overflowed water with a small piece of filter paper.

　Be careful not to absorb too much water at this time.

 

     

 

 

 

 

 

 

中３理科①−１水溶液とイオン 9th grade chemistry ~solution and ions~

純粋な水には電流が流れないし、固形の塩化ナトリウムには電流は流れないのに、これらを混合して水溶液にすると電流が流れるようになる。

同様に、うすい塩酸やうすい水酸化ナトリウム水溶液、塩化銅水溶液にも電流が流れる。

一方で、エタノール水溶液には電流は流れない。

水に溶けたとき電流が流れるようになる物質を電解質、水に溶けても電流が流れない物質を非電解質という。

Pure(distilled) water cannot conduct electric current.

Also solid Sodium chloride cannot conduct current.

But when they are mixed and become solution, they can conduct current.

In the same way, dilute Hydrochroric acid, dilute Sodium hydroxide solution and Copper chroride solution can conduct current.

On the other side, ethanol solution cannot conduct current.

"Electrolytes" can conduct current when they dissolve in water, but "non-electrolytes" cannot conduct current even when they dissolve in water.

 

電解質の水溶液に電流を流すと、電極付近に泡が出るなど変化が見られた。

特に塩化銅水溶液に電流を流すと、陰極には赤い物質が付着し、陽極付近には気体が発生する。

赤い物質はこすると金属光沢を呈し、電流を通す。

この結果から、陰極に付着した物質は銅であることがわかる。

一方、気体の性質を調べると、プールのような刺激臭がし、赤インクの色を脱色する。

この結果から、陽極に発生した気体は塩素であることがわかる。

これらのことから塩化銅水溶液に電流を流すと、電気分解が起こって銅Cuと塩素Cl2が発生することがわかる。

この化学変化を化学反応式で表すと、

　　　 塩化銅　→ 　銅　＋　塩素

塩化銅水溶液と同様に硫酸銅水溶液や硝酸銅水溶液に電流を流すと、いずれも陰極に銅が付着する。

一方、塩化鉄水溶液に電流を流すと、陰極には鉄が付着し、陽極には塩素が発生する。

これらのことから電解質の水溶液に電流を流したとき、生じる物質は決まった側の電極から現れることがわかる。

When you flow electric current into solutions of electrolyte, you can see bubbles or other change on both electrodes.

Especially, when you flow current into Copper chroride solution, you can see red material on negative electrode and bubbles near positive electrode.

If you rub the red material you can see metallic luster and it can conduct current so that you can realize it is Copper.

On the other side, gas of bubbles smells like pool and bleachs red ink so that you can realize the gas is Chlorine.

According to these results of experient, when you flow current through Copper chloride you can know that electrolysis occurs and Copper(Cu) and Chlorine(Cl2) appear.

I show you this chemical change as formula below,

             Copper chloride → Copper + Chlorine

As a same way of Copper chloride solution when you flow current through Copper sulfate or Copper nitrate solution you can see Copper on negative electrode either.

Also when you flow current through Iron chloride, you can see Iron on negative electrode and chlorine near positive electrode.

From these results, you can know that produced substances appear on specific electrode when you flow current into electrolyte solution.

 

 

原子は中心に＋の電気を持つ原子核があり、そのまわりにーの電気を持つ電子がある。

原子核は＋の電気を持つ陽子（ようし）と電気を持たない中性子からできている。

原子核と電子はお互いの電気を打ち消し合うので、原子は全体としては電気を持たない。

原子核に含まれる陽子の数は原子の種類によって決まっている。

また、普段原子に含まれる陽子の数と電子の数は同じである。

原子の種類は同じであっても、原子核に含まれる中性子の数が違うものを互いに同位体と呼ぶ。

An atom has positive charged nucleus at its center and has some negative charged electrons around a nucleus.

A nucleus has some positive charged protons and some non-charged neutrons.

The nucleus and electrons cancel each other's electric charge, so the atom as a whole has no charge.

The number of protons in the nucleus depends on the kind of atom(element).

Normally, the number of protons in the nucleus(atom) is equal to the number of electrons in the atom.

If the kind of atoms are same but they have different number of neutrons, they are called isotopes of each other. 

原子は通常電気を帯びていないが、電子を失ったり得たりすることで電気を帯びるようになり、これをイオンという。

電子を失って＋の電気を帯びたイオンを陽イオン、電子を得てーの電気を帯びたイオンを陰イオンという。

Usually, atoms are not charged electrically but they are charged when they lose or gain electrons and they are called ions.

The ions which lose electrons are called + ion (cation) and they are positive charged, on the other hand the ions which gain electrons are called - ion (anion) and they are negative charged.

 

電解質の固体は陽イオンと陰イオンがお互いに引き合って結びついてできている。

電解質が水に溶けて、陽イオンと陰イオンに分かれることを電離という。

非電解質は水に溶けても電離しないので、電流が流れない。

塩化銅と塩化ナトリウムの電離を化学式を使って表すと下のようになる。

Electrolyte solids are made up of + ion and - ion that attract and bond with each other.

When an electrolyte dissolves in water and separates into + ion and - ion, that is called ionization.

Non-electrolytes do not ionize when it dissolve in water so that electric current cannot flow through them.

The ionization of Copper chloride and Sodium chloride is shown as formula below.

 

 

 

 

中３理科②−３多様性と進化 9th grade biology~diversity and evolution~

単語集

変温動物	cold-blooded animals
恒温動物	warm-blooded animals
始祖鳥	Archeopteryx
シーラカンス	coelacanth
相同器官	homologous organs
痕跡器官	vestigial organs
進化	evolution
ダーウィン	Darwin
脊椎動物	Vertebrate animals
魚類	fish
両生類	amphibians
爬虫類	reptiles
鳥類	birds
哺乳類	mammals
種子植物	seed plants
被子植物	angiosperms
裸子植物	gymnosperms
シダ植物	pteridophytes
コケ植物	bryophytes
古生代	Paleozoic era
中生代	Mesozoic era
新生代	Cenozoic era

 

 

１．脊椎動物の仲間

脊椎動物には魚類・両生類・爬虫類・鳥類・哺乳類がいる。

これらの共通点と相違点を整理すると次の表のようになる。

	魚類	両生類	爬虫類	鳥類	哺乳類
背骨がある	○	○	○	○	○
親が肺で呼吸する	×	○	○	○	○
子が陸上で生まれる	×	×	○	○	○
恒温動物である	×	×	×	○	○
胎生である	×	×	×	×	○

例えば、脊椎動物は恒温動物と変温動物に分けられる。

恒温動物は外気温に関係なく、体温が一定に保たれる。

一方、変温動物は外気温が変化すると体温も変化する。

 

1.Vertebrate animals

Fish, amphibians, reptiles, birds and mammals are vertebrate animals.

Table below shows similarities and differences of vertebrate animals.

	fish	amphibians	reptiles	birds	mammals
back bone	○	○	○	○	○
adults have lungs	×	○	○	○	○
born on land	×	×	○	○	○
warm-blooded	×	×	×	○	○
born as baby	×	×	×	×	○

For example, vertebrate are divided into cold-blooded and warm-blooded.

Warm-blooded animals can keep their body temperature but cold-blooded animals can not keep their temparature.

 

 

脊椎動物の化石は古生代以降の地層から発見されている。

魚類の化石が最初に発見されたのは、古生代初期の地層から発見されている。

次に古生代中期の地層から両生類が、古生代後期の地層からは爬虫類の化石が発見されるようになる。

さらに中生代初期の地層から哺乳類の化石が、中生代中期の地層から鳥類の化石が発見されるようになる。

このように、脊椎動物の５つの仲間は同時に出現したのではなく、魚類、両生類、爬虫類、哺乳類、鳥類の順番に出現したことがわかる。

Vertebrate fossils have been found in strata since the Paleozoic.

Fossils of fishes were first discovered in strata from the early Paleozoic era.

Next, amphibian fossils were found in strata from the Middle Paleozoic, and reptile fossils were found in strata from the Late Paleozoic.

Furthermore, mammalian fossils are found in strata from the early Mesozoic era, and avian fossils are found in strata from the middle Mesozoic era.

Thus, it can be seen that the five vertebrate groups did not appear at the same time, but in the following order: fish, amphibians, reptiles, mammals, and birds.

 

 

２．進化の証拠

始祖鳥という脊椎動物の化石が中生代中期の地層から発見されている。

始祖鳥は翼や羽毛のような鳥類の特徴と、歯や爪のような爬虫類の特徴を両方持っている。

また、シーラカンスという魚類の仲間の化石は古生代中期以降の地層から発見されている。

シーラカンスは肉質のひれのなかに太い骨格があり、カエルの前脚と比較すると基本的なつくりが同じである。

このことから、両生類の前脚は魚類の胸びれが変化してできたものだと考えることができる。

Fossils of a vertebrate called Archeopteryx(the primitive bird; the prehistoric bird) have been found in strata from the Middle Mesozoic era.

Archeopteryx has both avian features, such as wings and feathers, and reptilian features, such as teeth and claws.

Fossils of the coelacanth, a member of the fish family, have also been found in strata from the Middle Paleozoic onward.

The coelacanth has a thick skeleton within its fleshy fins, and when compared to the forelegs of frogs, the basic structure of the coelacanth is the same.

This suggests that the amphibian forelegs are the result of a modification of the pectoral fins of fishes.

 

 

現在の見かけの形やはたらきが違っても、基本的なつくりが同じで、元は同じものであったと考えられる器官を相同器官という。

また、ヒトの耳を動かす筋肉や、クジラやヘビの後ろ脚の名残りなどはたらきがほとんど失われてしまった器官を痕跡器官という。

Organelles that have the same basic structure and are thought to have been originally the same, even if their current appearance and function are different, are called homologous organs.

Organs that have lost most of their functions, such as the muscles that move the human ear and the remnants of the hind legs of whales and snakes, are called vestigial organs.

 

長い年月を経て生物の形や性質が変化していくことを進化という。

始祖鳥やシーラカンスの存在、相同器官の存在などが進化の証拠と考えられている。

遺伝子に変化が起きると形質が変化し、進化の原因になる。

The change in the form and properties of an organism over a long period of time is called evolution.

The existence of the primordial bird, the coelacanth, and homologous organs are considered evidence of evolution.

When changes occur in genes, traits change and cause evolution.

 

 

 

 

中３理科②−２遺伝 9th grade biology ~heredity and genetics~

単語集

形質	trait
遺伝	heredity
遺伝子	gene
減数分裂	meiosis
対立形質	alleles
自家受粉	self pollination
純系	pure
自家受精	self fertilization
メンデル	Mendel
丸（エンドウマメ）	round
しわ（エンドウマメ）	wrincled
他家受粉	cross pollination
顕性の法則	law of dominant
顕性形質	dominant
潜性形質	recessive
分離の法則	law of separation
DNA（デオキシリボ核酸）	Deoxyribonucleic Acid

 

ある生物が持つ特徴を形質という。

親の形質が子に伝えられることを遺伝という。

遺伝は染色体の中に含まれる遺伝子が親から子に伝えられることによって起こる。

１つの体細胞の中に同じ形と大きさの染色体が２本ずつペアになってあり、それらは父親と母親から１本ずつ受け継がれている。

ヒトの体細胞には染色体が23対ある。

A character of an organism is called "trait".

The heredity is that parents pass their traits to their baby.

The heredity cause that some genes contained in parents' chromosomes pass to their baby.

There are same shape and size chromosomes in pair in a body cell and one of pair is from its father and other is from its mother.

There are 23 pairs in human's body cell.

 

 

無性生殖の場合、親と子は同じ遺伝子を持つ。

体細胞分裂と同じ方法で遺伝子が子に伝わるからである。

In asexual reproduction, a parent and its child have same genes because the parent divide its genes(chromosomes) by somatic cell division.

 

有性生殖の場合、親はまず生殖細胞をつくる（減数分裂）。

生殖細胞は染色体の数が体細胞の半分になっていて、 これらの生殖細胞を組み合わせることで子をつくる（受精）。

子は父親と母親の両方から遺伝子（形質）を受け継ぐので、両親とも違う形質を発現する。

このように有性生殖では、多様な形質をもった子が生まれる可能性がある。

In sexual reproduction, parents make sex cell by meiosis.

The number of chromosome of each sex cell is half of body cell and parents produce their baby by combining their sex cells (fertilization).

The baby takes over genes(traits) from both its father and mother so has new traits different from its parents.

In this way, babies with diverse traits would be born.

 

 

遺伝の単元では、メンデルの実験を詳しく学習する。

メンデルはエンドウマメを育てて、遺伝の法則を発見した。

例えばエンドウマメの形には「丸」と「しわ」があり、これらを対立形質という。

エンドウマメは自然の状態では自家受粉する。

自家受粉や自家受精によって代々同じ形質が現れる場合、これを純系という。

We would be studying experimence of Mendel in this unit.

He nurtured pea plants and realized the law of heredity.

For example, the seed shapes of pea plant are either "round" or "wrinkled".

The various forms of the same gene or trait are called alleles.

Also pea plants are self-pollinated naturally.

When the child or the grandchild has same trait of their parents by self-pollination or self-fertilization we call this trait "pure" or "pure-bred". 

 

 

純系の丸いエンドウマメと純系のしわのエンドウマメを掛け合わせると、子は全て丸い種子になる。

対立形質のうち、他家受粉するすると子に現れる形質を顕性形質、現れない形質を潜性形質という。

子としてできた丸い種子を自家受粉させると、孫世代は丸：しわ＝３：１の割合で現れる。

メンデルはエンドウマメの細胞の中に形質の元になるもの（遺伝子）があると考えた。

現在では、遺伝子は染色体の中にあることが分かっている。

メンデルは顕性形質を現す遺伝子をA、潜性形質を現す遺伝子をaとモデル化した。

それぞれの遺伝子は細胞の中で対になっており、これらの記号を使うと、純系の丸の種子を作る遺伝子の組み合わせはAA、純系のしわの種子を作る遺伝子の組み合わせはaaとなる。

メンデルは純系の丸としわの種子を親として子ができるとき、子はそれぞれの親から丸としわの遺伝子をひとつずつ受け継ぐと考えた。

対になった遺伝子は減数分裂のときに染色体とともにそれぞれひとつずつ分かれて生殖細胞に入る（分離の法則）。

受精のときには遺伝子を１つしかもたない生殖細胞同士が合体するので、生まれる子のもつ遺伝子は再び対（２つ）になる。

このとき、丸の種子である親からAを、しわの種子である親からaを受け継ぎ、子の遺伝子はAaとなる。

このようすを式で表すと次のようになる。

 

親(丸)の減数分裂　　AA→A+A  

親(しわ)の減数分裂　aa→a+a

受精のようす　　  　A+a→Aa(丸)

 

子の遺伝子には顕性形質であるAが含まれているので、子は全て丸い種子になる。

Only "round" peas are born when you cross-pollinate with pure "round" and pure "wrincled" as parents.

The trait that appear in child(F1) is called "dominant", and does not appear is called "recessive".

Then you let F1(round) pea self-pollinate you can see that grand children(F2) appear at ratio of "round" and "wrincled" =3:1.

Mendel thought that the "elements"(genes) are in each cell of pea.

Now we know that genes are on chromosomes of a cell.

Mendel modeled a gene of dominant trait is as "A" and recessive is as "a".

Genes are paired in each cell or chromosome.

You can discribe combination of pure round seed of pea is AA and pure wrincled seed of pea is aa, using Mendel's symbols.

He thought that child is passed of one gene(round or wrincled) from its parents when parents are pure round and pure wrincled.

Paired genes on chromosomes are separated and put into two sex cells while meiosis(law of segrigation).

A baby new born has paired genes again because baby is produced by combining(fertillization) of two sex cells which have one gene.

At this time, a parent which is "round" passes a gene of "A", other parent which is "wrincled"  passes a gene of "a" to fertillized egg and the baby has "Aa" genes.

I can show you this situation as the formula below.

 

meiosis of parent(round)　 　AA→A+A  

meiosis of parent(wrincled)　aa→a+a

fertillization                  　　  　A+a→Aa(F1 is round)

 

All F1 peas are "round" because they have a gene of "A" which appears dominant trait.

 

 

ところで、染色体に含まれる遺伝子とは何でできているのだろうか。

遺伝子の本体はDNA（デオキシリボ核酸）という物質である。

DNAは細長いヒモ状の物質で、これが折りたたまれて染色体を形作っている。

そしてDNAに含まれる４つの塩基の配列によって作られるタンパク質の違いが形質の違いのもとになっている。

現在ではDNAや遺伝子の研究によって農業や医療が飛躍的に進歩している。

By the way, what are made of genes or chromosomes?

Actually, genes are made from DNA(deoxyribonucleic acid).

DNA is a substance like a long code and a chromosome is made of folded DNA.

Difference of traits is caused differnce of proteins.

Proteins are produced by information of bases which is contained in DNA, so the line up of 4 bases causes difference of traits.

Now, many reserchers study DNA or genes so that agriculture and medical care is progressing.