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生命科学部

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×100 UV励起×40 UV励起  模式図

 

 

 

 

 

 

 

【△写真の説明】

野生のルッコラ(Eruca sativa)の他家受粉した柱頭をアニリンブルーで染色し、蛍光顕微鏡で観察しました。柱頭に受粉した花粉が発芽し、花粉管が花柱へと伸長していく様子を撮影しました。
Blue励起によって花粉が黄色に、UV励起によって花粉管が青白く蛍光を発している様子が観察できます。
写真は、Blue励起で撮影した花粉とUV励起で撮影した花粉管を画像処理ソフト(Photofiltre)によって合成したものです。(ホームページ用に解像度を落としてあります。)

 

 

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生命科学部は、毎日楽しく研究しています。いくつか部活の特徴を紹介します。
1.大学につながるような本格的な研究ができます。
2.各種コンテストに参加しています。今年度は千葉大学と大阪府立大学に行きました。
3.緑陽祭の展示やサイエンスショー、ボランティア活動、大会参加など様々な活動を行っています。
4.興味がある人は4F生物実験室に来てください!!

研究テーマ

現在は以下の3種類の研究テーマで研究しています。
「世界で初めて!」の大発見をして、高校生ながら「Nature(ネイチャー)」「Science(サイエンス)」といった国際学会誌に投稿することが究極の目標です。

(テーマ1)植物の受精
アブラナ科の植物(なのはな)には、同種の花粉と異種の花粉を見分け、異種の花粉管を伸長させない性質「種間不和合性」があります。しかし、同種の花粉をどのようにして見分けているのか、そのメカニズムはほとんど明らかになっていません。そこで、多くの種のアブラナ科植物を相互に受粉させ、蛍光顕微鏡花粉管伸長を観察することで、種の認識に法則性があるかどうかを明らかにしようと考えています。
花粉の表面にはPCP(Pollen coat protein)というタンパク質が多数存在しており、これらが同種と異種を見分けるシグナルとして働いていると考えられています。そのため、花粉から花粉表面タンパク質(PCP)をはがしたり、同種と異種のものを入れ替えたりして、花粉管伸長がどのように変化するかも調べていく予定です。現在多くのアブラナ科植物を実験材料として育てています。9種17系統を「東北大学Brassica seed bank」から分譲していただき、他にも世界のあちこちから入手して、現在アブラナ科植物17種40系統を生育させており、現在開花中です。研究の様子は上のバナーをクリックしてください。菜の花に囲まれて、植物の受精の神秘を一緒に解き明かしましょう。

 

(テーマ2)植物の緑化について
植物の光合成は葉緑体で行われています。そして、植物の光合成に必要な光の色は主に青色と赤色であることがわかっています。
実は植物の葉緑体は、種子が発芽してすぐには存在しません。成長に伴って光を浴びると、細胞内にある原色素体から分化してくるのです。スーパーで売っている「もやし」は光を浴びていない状態なので、茎も葉も緑色はしていません。しかし、もやしにも光を当てると葉が緑色になります。このとき、細胞内では葉緑体がたくさん生じています。
葉緑体の中には「クロロフィル」と呼ばれる緑色の色素がつくられているのですが、このクロロフィルを合成する(=緑化する)ためにはどんな光の色が有効なのでしょうか。私たちはそこに興味を持って研究を進め、赤色と青色の光が有効であることを明らかにしました。現在は、植物ホルモンと緑化の関係について深く研究を進めており、今後はバイオテクノロジーも駆使して「プロトプラスト」「カルス」などを作成し、植物の緑化メカニズムを調べていく予定です。
教科書にも載っている光合成という現象を、私たちと一緒に解明しませんか?

(テーマ3)昆虫フラスからのリグニン抽出
木と草の違いはなんでしょうか。まず大きさが違います。そして、草はすぐに腐りますが、木はほとんど腐るこがありません。
植物細胞の細胞壁は「セルロース」という繊維状の炭水化物から成り立っています。そして、細胞壁と細胞壁をつなぎ合わせる”接着剤”の働きを担っているのが「リグニン」という物質です。草には接着剤であるリグニンが少ないので細く、すぐにポキッと折れてしまいますが、木には接着剤であるリグニンが非常に多く含まれているために、木は頑丈で、大きく生育できるのです。
リグニンは生態系内で分解されにくく、非常に安定しているため、木造住宅や木製家具は何十年も元の形を保つことができるのです。その一方で、木材からリグニンを(元の状態のまま)取り出すことは非常に難しく、いまだに世界中の誰も、簡単に取り出す方法を確立できていません。そこで私たちは、このリグニンという物質を簡易に抽出することを目的として研究を行っています。
私たちが着目したのは、木材を食べる昆虫「シロアリ」です。この昆虫の糞にリグニンが濃縮されているのではないかという仮説を立て、それを証明しました。現在、酵素法によってシロアリの糞を材料にリグニンの抽出を行っています。「世界初のチャレンジ」を一緒に成功させましょう。

 

活動実績

◆平成27年度
日本学生科学賞(山梨県内審査)
「ブドウ色素を用いた太陽電池の可能性について」第4位
山梨県高等学校芸術文化祭(生徒の自然科学研究発表大会)
「光色による植物組織の緑化」生物部門口頭発表 理科部会会長賞(第3位)
「昆虫糞からのリグニン抽出」ポスター部門 芸術文化祭賞(最優秀賞)
平成27年度 第9回千葉大学高校生理科研究発表会
「光色による植物組織の緑化」優秀賞
「昆虫糞からのリグニン抽出」優秀賞
平成27年度SSH生徒研究発表会(大阪)参加
「ブドウ色素を用いた太陽電池の可能性について」

◆平成26年度
平成26年度 第8回千葉大学高校生理科研究発表会
「植物組織の緑化と緑化を誘導する光について」優秀賞
第11回高校化学グランドコンテスト(大阪)
「植物組織の緑化と緑化を誘導する光について」ポスター賞(5位相当)
「ブドウ色素を用いた太陽電池の可能性について」シュプリンガー賞(2位相当)
山梨県高等学校芸術文化祭「生徒の自然科学研究発表大会」
「植物組織の緑化と緑化を誘導する光について」生物部門口頭発表第2位
「ブドウ色素を用いた太陽電池の可能性について」生物部門ポスター部門第2位
平成26年度SSH生徒研究発表会(横浜)参加
「ブドウ色素を用いた太陽電池の可能性について」

◆平成25年度
第10回高校化学グランドコンテスト(大阪)
「発光バクテリアに関する研究」ポスター賞(5位相当)
山梨県高等学校芸術文化祭(生徒の自然科学研究発表大会)
「発光バクテリアに関する研究」第6位

 

活動の様子

2016.3.19「除雄」
今日はようやく開花しはじめた植物の 葯(おしべの先端の花粉袋)を取り除く除雄」を行いました。除雄したあとは袋がけをして、望ましくない花粉との受粉・受精を防ぎます。 数日後に、目的の植物種同士での受粉を行います。

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(△上図)材料たち。すべて菜の花の仲間ですが、黄色や紫、青色の花を咲かせる種もあります。

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(△上図)ムラサキハナナ(Orycho-phragmus violaceus)オオアラセイトウとも呼ばれます。紫色のきれいな花!

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(△上図)除雄&袋がけ。細かい作業です。

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(△上図)除雄のあとで、女子は菜の花の髪飾りをつけてみました。未来の女優です(笑)。

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(△上図)水やりの様子。