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ヒドラの解離と構成細胞の観察・同定

ヒドラを構成する各種細胞を観察する。

実験のねらいと特徴

ヒドラ個体を個々の細胞にまで解離する操作を行い、ヒドラの細胞を観察する。 この実験を通して、多細胞動物を構成する細胞の形態と機能を理解させる。 なお、細胞種の同定にあたり、細胞分類表を使うことを体験させる。

実験の流れ

  1. 準備
    1. 使用する材料、試薬、器具の準備
    2. 班や机ごとなどに、あらかじめヒドラをシャーレに入れ、小分けにする。
  2. 前説明
    1. ヒドラについて
    2. ヒドラを構成する細胞について
    3. スケッチの意義と描き方について
    4. 明視野顕微鏡の使い方について
  3. 実験中
    1. ヒドラの解離と観察
  4. 実験後
    1. レポートの作成と提出
    2. 残ったヒドラの回収や片付け

はじめに

ヒドラは、飼育のし易さやその構造や行動の面白さから、生物学実験に広く使われている。ヒドラは、クラゲ、サンゴやイソギンチャクと共に刺胞動物と呼ばれ るグループに属する。1 cm前後の淡褐色の動物で池や沼の石や水草に付着して生活する。生育に適した条件下では出芽という無性生殖によって増殖する。一方、受精による有性生殖も行う。受精卵は細胞分裂を繰り返して細胞数を増やし、やがて細胞間で形と機能の違い(細胞分化)が生じ、個体が形成されていく(図1)。ヒドラの成体は約10万個の細胞からなり(我々ヒトはおよそ60兆個、200種の細胞から構成されている)、それらはわずか6種類の細胞種に分類することができる。すなわち、1)表皮筋細胞、2)刺胞細胞、3)間細胞、4)消化細胞、5)腺細胞、6)神経細胞である(図2, 図3)。

(lightboxで画像ウインドウが開きます)図3.ヒドラ体細胞の検索図

図3.ヒドラ体細胞の検索図

目的と課題

(目的1)ヒドラの成体(個体)を個々の細胞にまで解離し、光学顕微鏡を用いて6種類の細胞を同定する。
  • 課題1:同定した6種類の細胞をスケッチする。

実験

材料

チクビヒドラ(Hydra magnipapillata:(1個体のヒドラ/1人)
入手法や培養法は『ヒドラの飼育法』参照

試薬

解離液:グリセリン、酢酸、水の混合液(それぞれの容量比は、1:1:13)
染色液:0.05% メチレンブルー水溶液 

器具

パスツールピペット(2本/1人)
スライドガラス(1枚/1人)
カバーガラス(1枚/1人)
切断したろ紙片(数片/1人)
スケッチ用紙(1枚/1人)
H以上の硬質鉛筆(1本/1人)
光学顕微鏡(1台/1人)

手順 (Flash Movie)

1ヒドラを構成する細胞の観察

  1. スライドガラス上にヒドラを一匹のせる。
  2. 余分な水分をろ紙で吸い取る(注1)。
  3. 解離液を5滴落とし、5分間放置する。
  4. 余分な解離液をろ紙で吸い取る(注2)。
  5. カバーガラスの側面を使ってヒドラを砕く(注3)。
  6. 染色液を一滴落とし、カバーガラスをかけて光学顕微鏡で観察する。
  7. 検索図(図3)を参考にして、細胞の大きさと形、染色性に基づき、細胞の同定を行う。
    観察倍率は、100倍と400倍。100倍で同定したい細胞を選択し、400倍で詳細な形態観察を行う。

2. Flash Movieによる手順

 

 

 

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ポイントやトラブルシューティング

注1:水分を取り除かないと、解離液の濃度が薄くなってしまう。
注2:乾かない程度に吸い取る。
注3:塊がなくなるまで細断化する。

実験を成功させるための留意点

実験前

最低1人あたり1個体のヒドラを供与できるように増やしておく。

実験中

解離液を処理する前に、ヒドラ周囲の溶液をよく取り除く(解離液濃度の低下を防ぐため)。
スライドガラス上のヒドラにカバーガラスをかぶせる際に、気泡が入らないように注意する。
標本が乾燥しないように留意させる(カバーガラスの側面から、ときおり水分を供給させる)。

本実験の発展

『ヒドラの摂食行動とその認識』の実習と組み合わせることができる。

資料

参考文献

小泉修(1993) ミクロスコピア10:172-176
小泉修(1994) ミクロスコピア11:22-26
三浦淳子(1998)遺伝 別冊10号(11):59-62

用語解説

無性生殖
1つの個体が単独で新たな個体を作り出す方法。
有性生殖
精子と卵などの生殖細胞により新たな固体を作り出す方法。
表皮筋細胞
ヒドラにおいては、体の大部分の表皮を構成する細胞であり、筋肉の役割も有している。
刺胞細胞
ヒドラにおいては、袋状の形態を持ち、刺激を受けると袋を反転させながら、内部の刺糸を放出する細胞である。外胚葉領域に分布している。
間細胞
ヒドラにおいては、様々な細胞に分化する能力を持っている細胞。小型で球状の形態を持つ。
消化細胞
ヒドラにおいては、胃腔の表皮を構成する細胞である。
腺細胞
ヒドラにおいては、消化酵素を分泌する細胞で、胃腔に取り込まれた餌を消化する。消化酵素を含んだ分泌顆粒を細胞内に有している。
神経細胞
ヒドラにおいては、突起を発達させた細胞であり、互いの突起を接着させ合うことにより、神経ネットワークを形成している。内外胚葉領域に分布している。

印刷用PDFマニュアル

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