オーキシンの働き

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実験３〔探究活動〕　オーキシンの働き

教科書p.156～157　所要時間2時間

【指導目標】　植物の茎の成長とオーキシン濃度との関係を実際に実験によって確

認するとともに，屈性に及ぼすオーキシンの影響を調べる。その際に，対照実験を

設定し，その結果と比較するという探究の方法を学ぶ。

【準備】　カイワレダイコンの種子・インドール酢酸・エタノール・植木鉢か育苗

ポット・バーミキュライト・段ボール箱・カミソリ刃・ビーカー・ペトリ皿・小筆・

分度器・方眼紙・ものさし

【準備上の留意点】　

(1)　まず，ポリパックや浅い植木鉢に，バーミキュライト(有機質や無機塩類を含ま

ない園芸用土)を入れて，水を入れたバットなどに浸けて充分湿らせておく。

　カイワレダイコンは夏なら3日，春と秋は5日間ぐらいで発芽し，発芽率も高い。

実験に必要な本数の3倍ぐらいの種子をまいて，実験直前に成長しすぎたものや短

いものを間引く。伸びすぎてもやし状になると実験には不適切である。種まきから

準備することが困難な場合は，市販のカイワレダイコンをそのまま利用することも

考えられるが，成長しすぎている場合が多いので，差がでにくい。それを用いるな

らできるだけ草丈が伸びていない若いものを購入する方がよい。

　発芽後に光を当てないように注意する。暗室にいれておくか，四隅にガムテープ

などで目張りをした段ボール箱をかぶせておくとよい。

　IAA水溶液を作る際には，IAAは水に溶けにくいので，予め少量のエタノールに

溶かしておき，大量の水で薄める。この過程でエタノールは蒸発する。

まず，0.01％(100ppm)の水溶液をつくる場合は，100mgのIAAを1mlのエタノー

ルで溶かして，これをビーカーに入れて，その上に水を1l加えるとよい。そんな

に大量にいらない場合は，100 mlの水に溶かして1000ppmの原液を作っておき，使

用時に10倍に薄めるとよい。

(4)　濃度のシリーズをつくる際には，小さなビーカーに水を90 mlずつ入れておき，

そこへ100ppmのIAA水溶液を10 ml 加えて,10ppm溶液をつくり，さらにそれを10

mlとって先ほどの90 mlの水に加えて，よくかくはんする操作を何度か行うとよい。

【方法上の留意点】　＜実験Ａ＞　オーキシン濃度と植物の成長

　茎の先端近くは太さもふぞろいなので5mm(正確でなくてもよい)程度切除し，そ

の下の部分の長さをそろえて，正確に測定する。切断は教科書に図で示したような

道具を自作すると便利だが，カミソリを固定する器具としては，洗濯バサミ以外に，

消しゴムや角材・発泡スチレンなどが利用できる。また，グラフ用紙の上に直接カ

イワレダイコンの茎を置いて，カミソリで切断してもよい。

　切片を浮かべたペトリ皿は，教室内の暗所に置いてもよいが，低温の時期(20℃以

下)には，25～30℃の恒温器内で培養した方がよい。

　測定までに一昼夜放置しなければならないので，準備か測定のいずれかは，放課

後や昼休みを利用するなど工夫が必要である。測定は，ものさしを当ててもよいが，

グラフ用紙の上に切片を置いて測る方が簡単である。その際は，方眼紙の上にラッ

プフィルムを当てるとよい。

＜実験Ｂ＞　植物の屈性と成長ホルモン

　オーキシン液を茎の片側だけに塗ることがポイントなので，できるだけ小さい筆

(例えば，書道用の小筆や化粧用のもの)を用いて，反対側に液がつかないように注

意して塗る。また，別法としては，IAA水溶液をスポレーで茎の片側に軽く噴霧す

るという方法もある。

　茎にオーキシン液を塗ると，そのポットをすぐに暗所に入れる。この場合の暗所

は暗室に入れるか，準備で用いた目張りをした段ボール箱をかぶせるとよい。一方

向からわずかでも光が入れば，光屈性によってその方向へ屈曲するので注意が必要

である。

　測定は30分後となっているが，温度条件がいいと10分後から屈曲するものもあ

るので，予備実験で確認しておく。

　屈曲角の平均値を求める際に，バラつきが大きい場合は最大と最小の両極端の値

は除いて残りの3本の値を平均してもよい。

【結果の考察】　

＜実験A＞　オーキシン濃度と植物の成長

(1)　教科書の結果例をもとに考えると，カイワレダイコンの茎の成長に最適なIAA

濃度は0.01％(A液)となる。高濃度のオーキシンで成長が抑制されるのはさらに高

濃度(0.1％程度)にする必要があると考えられる。

(2)　D液の結果は，対照実験のＥ液と差がなく，茎の伸長成長促進に対するIAAの

効果は0.00001％以上から現れるといえる。そして，高濃度になるほど促進効果は

拡大し，0.01％でもまだ増加を続けている。

＜実験B＞　植物の屈性と成長ホルモン

(1)　蒸留水を塗った対照実験のＥは屈曲が見られず，高濃度になるほど屈曲が大き

くなり，最も高濃度のA液を塗った場合に平均58°も屈曲している結果になってい

る。また，屈曲の方向は塗った側と反対側であり，その結果から，仮説「実験Aで

最もよく成長した濃度のIAA水溶液を塗ると反対側に屈曲する」が検証されたとい

える。

(2)　これらの実験と合わせて，実験室の窓際に何も塗らないカイワレダイコンの茎

を置いておき，光屈性を確認しIAAを片側に塗る効果と比較するとよい。

【発展実験例】　ソラマメの側芽に対する植物ホルモンの効果

(1)　ラノリン軟膏の調整；ラノリンを一定量とって，小ビーカーの中でアルコール

ランプなどにより加熱しておき，オーキシンまたはジベレリンなどを加えて白濁す

るまでよく練る。ホルモン濃度を2％前後として使用する。

(2)　ソラマメの種子は水道水で十分水洗し，水を含ませたバーミキュライトに播く。

それらを25℃程度の暗所に置き，1日1回水をやりながらそだてる。

(3)　その後，発芽したものの中からほぼ一定の長さのものを選び，ソラマメの第1

節から少し上の部分を一定の長さだけ残して平らに切る。

(4)　切断した部分にIAA入りラノリン軟膏，ラノリン軟膏のみ，ジベレリン入りラ

ノリン軟膏をそれぞれ一定量つけ，数日おきに側芽の伸長を測定する。

(5)　結果は。高濃度のIAAは，ラノリンのみ(対照実験)よりも側芽の伸長を抑制し，

ジベレリンは高濃度にするほど伸長が促進されることがわかる。