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国際生物学オリンピック, 日本生物学オリンピック

国際生物学オリンピック2014 インドネシア大会日本チーム（2014年3月21日の代表選抜試験により決定）を対象にして　以下のように東邦大学にて第一回特別教育を開催しました。

日程・会場

2014年3月24日（月）午前10時 ～ 3月26日（水）午後4時
東邦大学理学部生物学科
〒274-8510 千葉県船橋市三山2-2-1
http://www.toho-u.ac.jp/

担当
長谷川雅美　東邦大学理学部生物学科 教授
高橋秀典　　東邦大学理学部生物学科准教授
成末憲治　　東邦大学薬学部講師
阿部晴恵　　新潟大学農学部助教

JBO委員
浅島　誠　　東京大学 特任教授（JBO委員長）
石和貞男　 お茶の水女子大学 名誉教授（JBO運営委員長）
齋藤淳一　 東京学芸大学附属国際中等教育学校 教諭（JBO運営委員）
笹川　昇 　東海大学工学部生命科学科 准教授（JBO運営委員）
長谷川仁子　静岡県立清水東高校 非常勤専門講師（JBO運営委員）

内容

植物生理学、生態学　高橋 秀典

レタスの種子発芽と光の影響の観察

• 赤色光や近赤色光がレタスの種子の発芽に与える影響を評価する実験を行った。実験は、種子20粒を十分に吸水させた後、(1)D（暗黒）、(2)FR（遠赤色）照射、(3)R（赤）照射、(4)R→FR照射、(5)R→FR→R照射を行った後一晩培養した。この実験では、最後に当てた光の色が発芽の有無を決定し、赤色光を照射した場合に発芽する結果が得られるはずである（結果は翌日）。自然界でのこの意義は葉の吸収スペクトルを考えると、説明することができる。一般に葉は青色と赤色の光を吸収するため、植物が生い茂る条件では地表には遠赤色光が降り注ぐ条件となる。つまり、種子にとっては発芽しないほうが良い指標として遠赤色光を使用していると考えられる。一方、赤色光が地表に降り注ぐ条件ではその逆である。

• オオカナダモを材料として用いて、光が光合成に必要なことを確かめる実験を行った。実験概要は、二酸化炭素を吹き込んで酸性にしたBTB溶液（黄色）を5本用意し、(1)何も入れない、(2)オオカナダモを入れる、(3)オオカナダモを入れて試験管にアルミホイルを巻く、(4)何も入れずにアルミホイルを巻く、(5)温度計を入れる、の各試験管の条件を作る。光源を当てて、3〜4時間ほど置いた後、試験管内の様子を見た。その結果、(2)のみの条件でBTB溶液が黄色から青色になっていた。

この実験では、対照実験 (3)の重要性を考えることが出来る。(2)で青色に変化したことがオオカナダモの光合成によるものなのか、オオカナダモの光合成以外の反応によるためなのかを判断するのに(3)の設定が必要になる。

インゲンを用いた光合成実習

• インゲンの葉を材料として、光合成に最も有効な光の色を調べること、および、光照射部位に光合成によりデンプンが新たに合成されること、を目的に実験を行った。教科書的には赤色、青色の光で活発に光合成が行われていると記載されるが、今回の結果では青色の光を当てた場合にデンプン合成量が少なかった。この理由はいくつか考えられるが、(1) 青セロハンの光透過率が低く、赤セロハン通過時と青セロハン通過時でエネルギーの強さが違ったかもしれない、(2) そもそも電球が青領域の波長を含む量が少ない、などが挙げられる。

• また、このデンプンが新たに合成されるかどうかの実験においては、各々が考える対照実験を行い、その実験を発想するに至った経緯、得られた結果を発表した。

ヨウ素デンプン反応を行うために抽出したクロロフィル溶液にLEDを当てて、その色を確認したところ、赤色になっていることが観察された。この色は葉に直接LEDに当てても見られなかった。この理由は、葉では励起されたエネルギーが次の過程に移動するが、抽出クロロフィルでは励起エネルギーrの供与先がないため、蛍光としてエネルギーを発しているためと考えられる。

葉緑体の光定位運動の観察

光の強弱で、細胞内での葉緑体の分布が変化するかどうかを観察することを目的に実験を行った。その結果、光を強くすると葉緑体が動いて細胞壁側面に並ぶ様子を観察することができた。

生物顕微鏡の操作をマスターする　成末 憲治

ウニの発生過程の観察

• 卵と精子の形成、受精機構、多精拒否機構（遅い多精拒否機構、早い多精拒否機構）、精子の構造、ウニの発生過程、卵の構造と卵割過程、ヒトの発生過程などの講義を受けた。

• 基本的な明視野顕微鏡の扱い方を昨日に続いて復習し、接眼ミクロメーターの実長測定を行い、自身の髪の毛の太さを練習として測定した。その後、ウニの受精卵、4細胞期、胞胚期、原腸胚期、プルテウス幼生の各固定サンプルを観察し、それぞれの形態を観察した。

ゾウリムシの観察

• ゾウリムシの基本的な構造、細胞内消化、細胞外消化、ヒトの消化系、抗生物質、細菌の細胞壁の構造、動物の排出器、細胞の浸透圧などの講義を受けた。

ゾウリムシを含む液体に脱脂粉乳、コンゴレッド、および、メチルセルロースを加えて、明視野顕微鏡下で観察し、ゾウリムシの食胞の様子を確認した。また、ゾウリムシを詳細に観察し、各小器官が見られるかどうかについて確認した。第3の課題として、酢酸オルセイン染色液で染色し、ゾウリムシの核を観察した。次に、塩化ニッケル溶液によりゾウリムシの繊毛の動きを妨げ、終濃度75 mMマンニトールの存在下、非存在下における収縮胞の収縮周期を測定した。各々の生徒が得たデータを用いて、統計解析演習（今回は得られた実験結果からウェルチ検定の演習になった）を行い、計算手法やその取り扱いに慣れた。

火山島の生態系　長谷川 雅美、阿部 晴恵

• 　まず、地球上の大陸はどのように形成されたのか、についての考察を行った。現在の地球の様子を考えると、島が大陸の付属物のような感じを受けるが、実際は多数の島が集合することにより大陸ができたと考えることが出来る。その（火山）島が出来る場所は海嶺、大陸プレートの沈み込み、ホットスポットであるが、この島に生物が住み着き現在いる種数を考える場合、「移入」「絶滅」「種分化」を導入し、

• 　　　種数 = 移入 – 絶滅 + 種分化

• であるとする。この中で、絶滅率が面積に依存すると考え、種数-面積曲線がMacArthurとWilsonにより考案された（平衡理論、当時は種分化は考慮されていなかったが）。この理論は島の様々な要因を一括りにして、種数が面積に依存することを定式化した点が革命的であった。

• 海洋島と陸橋島では生物相が異なるが、それは平衡種数までにいたるプロセスが異なることに由来すると考えられる。海洋島では僅かな種数が移入することが予想され、陸橋島では大陸の一部で移入数は大きいと予想されることが大きな理由の1つである。いずれにせよ、大陸の生物相とは非調和な生物種が島には形成されることになるが、基本的には大型の生物ほど小型に、小型の生物ほど大型に進化する傾向にあるといえる。

• Google earthを用いて、地球上の島がどのような分布をしているのかを確認した。

生物多様性の生態学的研究

　2000年8月に大規模な噴火を起こした伊豆諸島三宅島における生態系の変化が様々な生物群の研究チームにより記録されてきた。今回は土壌動物研究チームにより2012年9月に行われた調査で得られたサンプルを利用した。サンプルは落とし穴トラップにより採取された土壌動物群であり、各々の生徒が課題で与えられた内容からサンプリング地点を選択し、土壌動物群の分類を行った。その結果から、噴火が土壌動物に対してどのような影響を与えたのかを議論した。

火山噴火による生態系への影響に関する講義

• 　実際に、三宅島の噴火をテーマにした研究で長谷川先生、阿部先生が行われてきた内容の講義を行っていただいた。

特別教育の様子

国際生物学オリンピック, 日本生物学オリンピック

国際生物学オリンピック2014 インドネシア・バリ大会日本代表候補15名を対象にして　2013 冬期特別セミナーを開催しました。

日程：2013年12月25日（水）～12月27日（金）
場所：東京大学　駒場キャンパス
指導責任者：斎藤淳一（JBO委員　東京学芸大学附属国際中等教育学校 教諭）

目的：

• • 1. 最先端の講義や実験を通して書籍では得ることができない生物学の醍醐味を知る。
    2. 生態学や統計学など学校の授業で学ぶ機会の少ない分野の理解を深める。
    3. 分子系統樹の作成法に関して学ぶ。
    4. 合宿形式のセミナーを通して互いに交友を深め、切磋琢磨する機会を得る。

主なプログラム

1). 統計学実習・講義・演習
2). 分子生物学講義・実験
3). 広島本選の振り返り
4). 細胞培養の見学（ニワトリ胚の解剖）

スケジュール

●12月25日（水）【第1日目】

９:10～ 9:50 オリエンテーション　　　　　　3号館113教室
10:00～12:30 生物統計学 1.2　嶋田正和先生　　情報教育棟中演（E42）
テキスト『統計の基礎−考え方と使い方』
12:30～13:30 昼食
13:30～16:00 生物統計学 3.4　嶋田正和先生　　情報教育棟中演（E42）
18:00～ 夕食  ミーテイング・懇談会・自由時間：
22:00 　入浴：就寝

　嶋田先生による統計学講義・演習

●12月26日（木）【第２日目】

7:00 起床後朝食
8:10 宿舎出発
9:00～12:00 分子生物学講義実験：　笹川 昇先生　　　　3号館実験室
12:00～13:00 昼食
13:00～17:00 分子生物学講義実験：　笹川昇先生　　　 3号館実験室
18:00～ 夕食 ミーテイング・懇談会・自由時間：
22:00 　入浴・就寝

　笹川先生　OBによる分子生物学実験

　浅島先生らと会食

●12月27日（金）【第3日目】

7:00 起床後朝食
8:20 チェックアウト後宿舎出発
9:00～12:30 本選（広島大会）ふりかえり　上田晃弘先生 　3号館113教室
12:30～13:30 昼食
13:30～15:00 細胞培養実習（松田良一先生担当）見学
15:00～15:30 まとめ/閉会　　　　3号館113教室
15:30 解散

本選ふりかえり　　

　大学生に混じって実習

国際生物学オリンピック, 日本生物学オリンピック

国際生物学オリンピック日本委員会（JBO）は、第2４回国際生物学オリンピック（IBO2013スイス大会）への日本代表者・次点者の皆さんに対して、JBO委員・他の協力を得たチームで特別教育を2013年4月27日（土）～ 4月29日にお茶の水女子大学・国際基督教大学で行いました。

特別教育の目的

• 講義・実験実習を通して、生物学のセンスやスキルを磨き、国際大会に相応しい実力をつける。
• 積極的な質問やデイスカッションを通して、理論的考察力を高め、自学自習を円滑に進めるための機会とする。
• 合宿形式のトレーニングを通して互いの交友を深め、連帯感を育むと同時に、国際大会での交流や課題に取り組む力を養う。

特別教育の講師

• お茶の水女子大学理学部生物学科 服田昌之　（第2回特別教育責任者）
• 清本正人、加藤美砂子、宮本康則、嶌田 智
• 国際基督教大学教養学部理学科 小林牧人
• JBO委員：齋藤淳一　東京学芸大学附属国際中等教育学校　教諭
• TA：坂本梨沙 お茶の水女子大学、本多健太郎 筑波大学、岩間亮 東京大学

プログラム概要 [実習]

• 動物系統分類　 服田昌之・清本正人：磯の無脊椎動物の形態に基づく種同定
• 基本実験技術　服田昌之： 魚の解剖、植物色素の薄層クロマトグラフィー、ゲルろ過・イオン交換カラムによるタンパク質の分離、バクテリアとファージの培養
• 細胞生物学　宮本泰則 : マウス神経細胞の培養と伸展＋細胞骨格の免疫染色
• 生化学　加藤美沙子 : 酵素活性の比色定量による反応速度と基質結合力の算出　酵素活性の測定
• 植物系統分類　嶌田智：陸上植物の形態分類（特にC3, C4の違い）
• 進化動物行動学　小林牧人: 淡水魚類の反射行動と繁殖行動

国際生物学オリンピック, 日本生物学オリンピック

国際生物学オリンピック・スイス大会では各国代表による
ビデオ・コンペティションが開かれます。2012年シンガポール大会では
日本代表団の製作したフィルムがみごと受賞しました。

国際生物学オリンピック, 日本生物学オリンピック

国際生物学オリンピック日本委員会（委員長：浅島　誠）は、第24回国際生物学オリンピック（2013年7月14日から21日までの8日間、スイス・ベルンで開催）に派遣する日本代表4名および次点者2名を決定しました　詳しくはこちらのページ　　（2013年4月12日　発表）

国際生物学オリンピック, 日本生物学オリンピック

国際生物学オリンピック2013 スイス大会日本チーム（2013年3月20日の代表選抜試験により決定）を対象にして　以下のように筑波大学にて第一回特別教育を開催しました。そのあと、第二回特別教育（御茶の水大学：4月27日-29日）、第三回特別教育（科学技術館：6月15日-16日　日程変更！）の実施を予定しています。

日程

3月26日（火）午後　植物生理　三浦・古川
夕食後　植物系統分類講義 石田

3月27日（水）午前　植物生理　三浦・古川
午後・夕食後　理論生物　徳永

3月28日（木）午前・午後　分子生物学　桑山
夕食後　動物系統分類講義　八畑

3月29日（金）午前　動物解剖　八畑

内容

　植物生理　古川　三浦

植物体からの切片作製技術の向上ならびに顕微鏡観察について要点を解説する。また植物からのDNA抽出とPCRによる特定遺伝子配列の取得を行い、基礎的な分子生物学の手法を正確に実行できる能力を身につける。
http://www.biol.tsukuba.ac.jp/~plphys/
古川先生

　植物系統分類　石田

http://www.biol.tsukuba.ac.jp/~ken/

　理論生物　徳永

• 生物進化の数理的解釈：本特別訓練では、競争や被食捕食関係など、生物群集のネットワークを特徴づけている相互作用を、力学系モデルやゲーム理論を用いながら、特に進化的側面に光を当てて、数理生物学的に理解する。

http://www.biol.tsukuba.ac.jp/~toque/

　分子生物学　桑山

• 分子生物学実験の手法、実験器具の原理・操作用法を学び、実習する。午前中は、制限酵素処理とDNA電気泳動法を利用しプラ スミドDNAの物理地図の作成、DNA濃度の測定を行う。午後は、ヘモグロビンの吸光度測定と細胞密度測定により１赤血球細胞に存在するヘモ グロビン分子の分子数定量を行う。

https://trios.tsukuba.ac.jp/researcher/0000001199

• 桑山先生

　動物解剖

節足動物の中の１大分類群である鋏角類について、特にカブトガニ類、サソリ類、真正クモ類などを題材として、その分類を学ぶとともに、実際の標本を用いて外部形態を観察するとともに、解剖に よって内部形態についても知識を深める。
http://www.biol.tsukuba.ac.jp/~yahata/index.html
八畑先生

特別訓練の様子

国際生物学オリンピック, 日本生物学オリンピック

国際生物学オリンピック2013 スイス大会日本代表候補15名../を対象にして　2012 冬期特別セミナーを開催します

日程：平成24年12月23日（日）～12月25日（火）
場所：東京大学　駒場キャンパス
指導責任者：斎藤淳一（JBO委員　東京学芸大学附属国際中等教育学校 教諭）

目的：
最先端の講義や実験を通して書籍では得ることができない生物学の醍醐味を知る
生態学や統計学など学校の授業で学ぶ機会の少ない分野の理解を深める
分子系統樹の作成法に関して学ぶ
合宿形式のセミナーを通して互いに交友を深め、切磋琢磨する機会を得る

●12月23日（日）【第1日目】
9:00～ 9:10 オリエンテーション 　　　　　　情報基盤センター4階/中演習室
9:00～12:30 生物統計学１.2　嶋田正和 先生
テキスト『統計の基礎−考え方と使い方』 　　情報基盤センター4階/中演習室
12:30～13:30 昼食（駒場キャンパス内・イタリアントマト）
13:30～17:00 生物統計学3.4　嶋田正和先生　　情報基盤センター4階/中演習室

18:00～19:30 夕食（駒場キャンパス内ルヴェソン・ヴェール）
20:00～21:00 ミーテイング・懇談会
21:30 自由時間：入浴：就寝　　　　大橋会館

系統学（笹川先生）　　　　　統計（嶋田先生）　の講義

嶋田先生から：国際生物オリンピックに出る可能性のあるt-検定やχ二乗検定の計算のやり方だけでなく、 統計学的なものの考えとして、入門教科書にも解説されている 大数の法則と中心極限定理なども（母集団がいかなる分布であっても、標本平均の 分布は正規分布に収束する）、具体例とともに易しく丁寧に説明しました。
生徒さんたちは、高校で統計学を全く学んだ経験がないので、休憩の雑談のときに感想を聞いてみましたが、「易しいように思えるけど、どこまで理解できたかが分からない・・・」と戸惑っているようでした。
それに対して、端末からRを使うことには直ぐに慣れて、Rのサイトなどいろいろ 覗いているようでした。
文科省も高校理科の教科にRを利用した統計学を導入するカリキュラムに改善すべきでしょうね。
『高校生のための統計学入門』という本が必要かも知れません。

セミナーにTAとして../協力の
皆さん（OB,OGほか）　　浅島JBO委員長から代表候補15人全員に座右の銘とサイン入りの著書が
贈呈されました。

●12月2４日（月）【第2日目】
7:00 起床後朝食
8:20 宿舎出発
9:00～12:00 分子系統学演習　笹川 昇 先生　　　3号館113教室
1２:00～13:00 昼食 （駒場キャンパス内イタリアントマト）
13:00～17:00 つくば本選ふりかえり　和田 洋先生　3号館113号室
1730～1９:00 夕食(宿舎周辺あるいは宿舎内)
19:00～21:00 ミーテイング・懇談会
21:30 自由時間・入浴・就寝

実験演習（笹川先生）　　　　　　和田先生

●12月25日（火）【第3日目】
7:00 起床後朝食
8:20 チェックアウト後 宿舎出発
9:00～12:30 生態学講義　　　　伊藤元己先生 　 　3号館113教室
12:30～13:30 昼食（東大生協）
13:30～14:30 細胞培養実習見学　松田良一先生 　　6号館実習室
14:30～15:00 まとめ/閉会　　　　　　　　　　　　3号館113教室
15:00 解散

※状況に応じて多少の変更が生じることもあります。

伊藤先生　　　　ニワトリ胚の解剖実習　　　超純水と松田先生

国際生物学オリンピック, 日本生物学オリンピック

第2３回国際生物学オリンピック（IBO201２シンガポール大会）201２年7月7日～15日への出場を目指し、JBO委員他の協力を得たチームで日本代表者・次点者の皆さんの特別教育を行いました。

2012年5月3日-6日
東邦大学理学部生物学科 (千葉県船橋市三山)

講　師：
西川輝昭：尾索動物（シロボヤ）と頭索動物（ヒガシナメクジウオ）の比較解剖―脊椎動物の起源を探る
丹羽和紀：グラム陽性菌（例、黄色ブドウ球菌）とグラム陰性菌（例、大腸菌）の染め分け、白血球中の単核球（リンパ球と単球）の測定
蓮沼　至：脊椎動物（ヒト、サル、齧歯目）の組織•器官の薄切切片のプレパラートを作成・観察、組織切片像から、組織•器官を推定
藤崎真吾：大腸菌のβ-ガラクトシダーゼ活性を人工基質（o-ニトロフェニルガラクトピラノシド）、酵素反応生成物（o-ニトロフェノール）の可視光吸収を測定して定量
美和秀胤： 裸子植物、及び被子植物の根、葉、茎、花、果実等の組織標本を作製し形態観察。 植物の系統分類、分子進化、並びに生物多様性

　 読売新聞 5月12日（船橋版）紹介記事

国際生物学オリンピック, 日本生物学オリンピック

2012年3月26日（月）午前10時 ～ 3月29日（木）午後5時
東邦大学理学部生物学科 (千葉県船橋市三山) 　大島範子学部長

講　師：
長谷川雅美　東邦大学理学部生物学科 教授 ：進化・生態・集団遺伝学「君もダーウィンになろう！」
佐藤浩之　　東邦大学理学部生物分子科学科 准教授 ：葉緑体の分画と、光合成電子伝達タンパク質プラストシアニンの酸化還元
曽根雅紀　　東邦大学理学部生物分子科学科 講師：ショウジョウバエの遺伝・発生・行動
後藤 勝　　東邦大学理学部生物分子科学科 講師 ：ニワトリ卵白からのリゾチームの精製

・.生化学 　SDS/PAGE電気泳動、およびカラムによるタンパク質精製
・植物の形態・系統分類および、植物組織標本などの作製
・動物行動・生態学　行動観察データの統計処理

• 東邦大学のウェブページに紹介された特別教育

国際生物学オリンピック, 日本生物学オリンピック

2011年5月3日-5日　お茶の水女子大学

主な内容　(担当は全てお茶の水女子大学理学部生物学科の教員）世話役：近藤 るみ
1). [講義]　生物学の隙間を縫う　（服田昌之）
2). [実習]　脂質の分析と人工生体膜の作成　(小林哲幸）
3). [実習] 光による植物の形態形成と遺伝子のはたらき　（山本直樹）
4). [講義]　植物の系統と進化と分類　（嶌田智）
5). [実習] C3植物とC4植物　（嶌田智）
6). [実習]　 花の構造　（西川恵子）
7). [実習] 神経と筋肉の生理学　（最上善広）
8). [実習] 動物の形態と系統　（清本正人）