実験のしおり - JST · 実験 じ っ け ん のしおり erato エラトー 浅野 あさの...

実験じ っ け ん

のしおり

ERATOエ ラ ト ー

浅野あ さ の

酵素こ う そ

活性かっせい

分子ぶ ん し

プロジェクトぷ ろ じ ぇ く と

実験じっけん

教室きょうしつ

酵素こうそ

ってなに？～微生物びせいぶつ

の 超 能 力ちょうのうりょく

～

日時に ち じ

；平成へいせい

25年ねん

8月がつ

3日か

（土ど

）

場所ば し ょ

；富山とやま

県立けんりつ

大 学 生 物だいがくせいぶつ

工学こうがく

研 究けんきゅう

センター

実験1 実験2 実験3 実験4じっけん じっけん じっけん じっけん

学校名が っ こ う め い

；

学年がくねん

クラス名めい

；

名前な ま え

；

☆☆実じ っ

験け ん

してスタンプをもらおう☆☆

実験じ っ け ん

教室きょうしつ

配置図は い ち ず

受付

①

②

◎実験じ っ け ん

1；酵素こ う そ

パワーで膨ふ く

らむ風ふ う

船せん

◎実験じ っ け ん

2；キノコの力ちから

～どんな色い ろ

になる？～

◎実験じ っ け ん

3；色い ろ

が消えるき え る

？麹菌こうじきん

◎実験じ っ け ん

4；酵素こ う そ

－微生物び せ い ぶ つ

クイズに挑戦ちょうせん

※順番じゅんばん

はどの順番じゅんばん

からでもＯＫです。

※コンプリートしましょう

入口入口入口入口

出口出口出口出口

1

③

④

いりぐち

でぐち

2

目次も く じ

◎ERATOエ ラ ト ー

浅野あ さ の

酵素こ う そ

活性かっせい

分子ぶ ん し

プロジェクトぷ ろ じ ぇ く と

ってなあに？ 3

◎微生物びせいぶつ

の超能力ちょうのうりょく

4

◎酵素こ う そ

ってなあに？ 5

◎酵素こ う そ

の働きはたらき

で作つく

られる身近み ぢ か

なもの 6

◎実験じっけん

1；酵素こ う そ

パワーで膨ふく

らむ風ふう

船せん

？ 7

◎実験じっけん

2；キノコの 力ちから

～どんな色いろ

になる？～ 10

◎実験じっけん

3；色いろ

が消えるき え る

？麹菌こうじきん

13

◎実験じっけん

4；微生物びせいぶつ

クイズに挑戦ちょうせん

16

◎ERATOエラ トー

浅野あさの

酵素こうそ

活 性かっせい

分子ぶんし

プロジェクトってなあに？

Ｑ. 何なに

やっているの？

日本に ほ ん

が豊ゆた

かな未来み ら い

を切き

り開ひら

くため、国際こくさい

社会しゃかい

で貢献こうけん

するためにも、

新あたら

しい科学か が く

技術ぎ じ ゅ つ

をうみだすことはとても大事だ い じ

なことです。

なぜなら私わたし

たちの生活せいかつ

、産業さんぎょう

、医療い り ょ う

など、たくさんの科学か が く

技術ぎ じ ゅ つ

に支ささ

えられているからです。

ERATOエ ラ ト ー

とは、新あたら

しい科学か が く

技術ぎ じ ゅ つ

をうみだすために、

国く に

が重要じ ゅ う よ う

と定さ だ

めた分野ぶ ん や

の研究けんきゅう

を行おこな

うプロジェクトです。

ERATOエ ラ ト ー

には、今いま

、24 の研究けんきゅう

プロジェクトが進行し ん こ う

していて、

私わたし

たちはその中なか

のひとつで”酵素こ う そ

”の研究けんきゅう

を行おこな

っています。

Ｑ. 何人なんにん

働はたら

いているの？

研究けんきゅう

総括そ う か つ

：浅野あ さ の

教授き ょ う じ ゅ

、 研究員けんきゅういん

：15名めい

、 技術員ぎ じ ゅ つ い ん

：3名めい

、

補助員ほ じ ょ い ん

：4名めい

、 E S R Aリサーチアシスタント

：1名めい

、 研究けんきゅう

支援し え ん

員いん

：6名めい

合計ご う け い

30名めい

で働はたら

いているよ。

Ｑ. 研究員けんきゅういん

ってどんな人ひ と

？

研究員けんきゅういん

のほとんどは博士は か せ

研究員けんきゅういん

といって、

大学だ い が く

を卒業そつぎょう

した後ご

、大学院だ い が く い ん

へ進すす

み大学院だ い が く い ん

で合計ご う け い

5年ねん

以上い じ ょ う

研究けんきゅう

して

博士は か せ

として認み と

められた人ひ と

が研け ん

究きゅう

員いん

として働はたら

いているよ。

生物せいぶつ

、化学か が く

、コンピュータの専門家せ ん も ん か

の集あつ

まりだよ。

3

◎微生物びせいぶつ

の超能力ちょうのうりょく

微生物び せ い ぶ つ

ってなあに？

微生物び せ い ぶ つ

は、目め

に見み

えないくらい小ちい

さな生い

き物も の

のことなんだ。たくさん

増ふ

えて集あつ

まると目め

に見み

えるよ。カビやキノコも微生物び せ い ぶ つ

の仲間な か ま

だよ。

微生物び せ い ぶ つ

のなかには、病気び ょ う き

をおこしたりする悪わ る

いやつもいるんだ。でも

本当ほ ん と う

は悪わ る

いやつばかりじゃなくてヒトの生活せいかつ

を豊ゆ た

かにする力ちから

ももって

いるんだ。

納豆な っ と う

やパンも実じ つ

は微び

生せい

物ぶつ

の不思議ふ し ぎ

な力ちから

を借か

りて作つ く

っているんだよ。

今日き ょ う

は、そんな微生物び せ い ぶ つ

の不思議ふ し ぎ

な力ちから

“微生物び せ い ぶ つ

の超能力ちょうのうりょ く

”を使つか

った実じ っ

験けん

をしてみよう！

そして今日き ょ う

の大事だ い じ

なポイント！！

微生物び せ い ぶ つ

の不思議ふ し ぎ

な力ちから

の正体しょうたい

が”酵素こ う そ

”なんだ。覚おぼ

えておいてね！

微生物び せ い ぶ つ

の仲間な か ま

細菌さ い き ん

･・

大腸だいちょう

菌き ん

(Oオー

157 など)

･・

納豆な っ と う

菌き ん

糸状し じ ょ う

菌き ん

・カビ

・キノコ

原生げ ん せ い

生物せ い ぶ つ

・ミジンコ

･・

ゾウリムシ

酵母こ う ぼ

・パン酵母こ う ぼ

・ワイン酵母こ う ぼ

4

◎酵素こうそ

ってなあに？

君き み

たちが食た

べているお肉に く

やお魚さかな

、卵たまご

などはタンパク質し つ

と呼よ

ばれるも

のでできているよ。

食た

べ物も の

だけでなく、君き み

の体からだ

(皮膚ひ ふ

、目め

、筋肉き ん に く

など)の大部分だ い ぶ ぶ ん

もタンパク

質し つ

からできているんだ。

タンパク質し つ

の中なか

で特別と く べ つ

な働はたら

きをもっているものを”酵素こ う そ

”というんだ。

さっき、微生物び せ い ぶ つ

の不思議ふ し ぎ

な力ちから

の正体しょうたい

は酵素こ う そ

といったけど、酵素こ う そ

の働はたら

きによって、納豆な っ と う

のネバネバができたり、パンが膨ふ く

らんだりするんだ

よ。

納豆な っ と う

のネバネバを作つ く

る酵素こ う そ

、パンを膨ふ く

らませる酵素こ う そ

のほかにもた～く

さんの種類し ゅ る い

の酵素こ う そ

があるんだ。

酵素こ う そ

は君き み

たちが生い

きていくためにはなくてはならないものなんだよ。

5

◎酵こ う

素そ

の働きはたらき

で作つ く

られる身近み ぢ か

なもの

6

食べ物た も の

薬くすり

・日に ち

用品よ う ひ ん

チーズ

お酒さ け

味噌み そ

お酢す

化学調味料か が く ち ょ う み り ょ う

納豆な っ と う

漬物つ け も の

パン

紅茶こ う ち ゃ

烏う ー

龍ろ ん

茶ち ゃ

醤油し ょ う ゆ

洗剤せんざい

タンパク分解ぶんかい

酵素剤こ う そ ざ い

胃い

薬ぐすり

歯磨き粉は み が こ

7

◎実験じっけん

１：酵素こ う そ

パワーで膨ふく

らむ風ふう

船せん

準備じ ゅ ん び

する物も の

実験じ っ け ん

の手順て じ ゅ ん

◎ドライイースト ◎水みず

◎プラスチックの容器よ う き

（ガラス容器よ う き

でも良よ

い） ◎砂糖さ と う

◎風船ふうせん

1 2

3 4

5 6

プラスチック容器よ う き

に、

１で作つ く

った砂糖さ と う

水みず

を 10 m Lミリリットル

入い

れる。

2 の砂糖さ と う

水みず

を 37℃ど

のお湯ゆ

につけて、

温あたた

めておく。

3 にドライイーストを 3 ｇグラム

入い

れる。

よくまぜてから

プラスチック容器よ う き

の口く ち

に

ゴム風船ふ う せ ん

をつける。

水みず

100 m Lミリリットル

に砂糖さ と う

5 ｇグラム

をとかす。

5 ％ぱーせんと

砂糖さ と う

水み ず

だよ

手て

のひらで温あたた

める。

何分なんぷん

で

ふくらむかな？

◎実験じ っ け ん

1 の解説か い せ つ

8

ドライイースト（酵母こ う ぼ

）のごはんは、砂糖さ と う

（ブドウ糖と う

）なんだ。

ドライイースト（酵母こ う ぼ

）は、砂糖さ と う

（ブドウ糖と う

）を食た

べて、二酸化炭素に さ ん か た ん そ

とア

ルコールを出だ

すんだ（これをアルコール発酵は っ こ う

というよ）。だから、どんど

ん泡あ わ

を出だ

していたんだよ。

泡あ わ

の正体し ょ う た い

は二酸化炭素に さ ん か た ん そ

。人間に ん げ ん

も酸素さ ん そ

を吸す

って二に

酸化さ ん か

炭素た ん そ

を吐は

き出だ

すのと一緒い っ し ょ

だね。どんどん出で

た泡あ わ

は、逃に

げ場ば

がないから、風船ふ う せ ん

を膨ふ く

らま

せたんだ。

実験じ っ け ん

の手順て じ ゅ ん

1. ボールの中な か

に強力粉き ょ う り き こ

、バター、ドライイースト、それぞれの量り ょ う

の砂糖さ と う

をいれ、ドライ

イーストにめがけて温あたた

かい牛乳ぎゅうにゅう

またはお湯ゆ

を入れい れ

混ま

ぜる。まとまったところで塩し お

を

入い

れる。

2. よく生地き じ

をこね、伸の

ばしては折お

り畳た た

みさらに伸の

ばすという作業さ ぎ ょ う

を繰く

り返か え

す。

10分間ふ ん か ん

ぐらい。

3. 生地き じ

をボールに戻もど

し、ボールにラップをして、30℃ど

位くらい

に保たも

つ。

※温度お ん ど

を変化へ ん か

させると面白おもしろ

いよ。

4℃ど

でも試た め

してみよう。4℃ど

で試た め

した後あ と

37℃ど

で 30分ふん

温あたた

めたらどうなるかな？

4. 30分後ぷ ん ご

、膨ふ く

らみ方か た

を計は か

る。

※砂糖さ と う

の量り ょ う

と膨ふ く

らむ速度そ く ど

、大お お

きさに違ち が

いがあるかな?まとめてみよう。

※パンを作つ く

る過程か て い

での実験じ っ け ん

です。実験後じ っ け ん ご

は、パンを焼や

いてみよう。

準備じ ゅ ん び

する物も の

◎実験じっけん

1：発展はってん

研究けんきゅう

9

◎強力粉き ょ う り き こ

…・ ・ ・

50 ｇグラム

◎塩し お

…0.75ｇグラム

◎ドライイースト…1ｇグラム

◎バター…5ｇグラム

◎砂糖さ と う

…0 gグラム

、8 ｇグラム

、12 gグラム

◎牛乳ぎゅうにゅう

(40℃ど

)もしくはお湯ゆ

（40℃ど

）…35m lミリリットル

～38mLミリリットル

◎ボール ◎ラップ

パンを作つ く

りながら

実験じ っ け ん

しよう☆

37℃ど

4℃ど

4℃ど

の後あ と

37℃ど

砂糖さ と う

0ｇグラム

膨ふ く

らまない 膨ふ く

らまない 膨ふ く

らまない

砂糖さ と う

8ｇグラム

膨ふ く

らむ 膨ふ く

らまない 膨ふ く

らむ

砂糖さ と う

12ｇグラム

大おお

きく膨ふ く

らむ 膨ふ く

らまない 大おお

きく膨ふ く

らむ

発展は っ て ん

研究けんきゅう

の答こ た

え

◎実験じ っ け ん

2：キノコの力ちから

～どんな色い ろ

になる？～

準備じ ゅ ん び

する物も の

実験じ っ け ん

の手順て じ ゅ ん

◎キノコ（エリンギ 等な ど

） ◎TOOSトゥース

（おうちにはない薬品です）

◎プラスチックの容器よ う き

（ガラス容器よ う き

でも良よ

い）

◎アミノアンチピリン

1

2 31 に角か く

切ぎ

りのエリンギを入い

れる。 どんな色いろ

に変化へ ん か

するかな?

エリンギのどの部分ぶ ぶ ん

から色いろ

が

変か

わっているかな？

水みず

10m Lミリリットル

にアミノアンチピリンとTOOSト ゥ ー ス

を溶と

かす。

ごめんなさい。

この実験じ っ け ん

はおうちではできません。

輪わ

切ぎ

りにして、４つに切き

る

色いろ

になった

10

触さ わ

ったり、目め

に入はい

ったりっ た り

すると

危険き け ん

なので注意ち ゅ う い

してね！

◎実験じ っ け ん

2 の解説かいせつ

化学か が く

反応は ん の う

って言葉こ と ば

は知し

ってるかな？

２つ以上のものが組く

み合あ

わさって１つの新あたら

しいものに変か

わったり、

１つのものが異こ と

なる２つ以上い じ ょ う

のものに分わ

かれたりする、ものが

変化へ ん か

することだよ。

今回こ ん かい

は、エリンギの酵素こ う そ

の 力ちから

を借か

りて、アミノアンチピリンと

ＴＯＯＳト ゥ ー ス

の２つの物も の

が新あたら

しい１つのものに変か

わったから、色いろ

が変か

わ

ったんだよ。

11

めでたし、

めでたし♪

TOOSト ゥ ー ス

アミノアンチピリン 酵素こ う そ

のおかげで・・・

実験じ っ け ん

の手順て じ ゅ ん

準備じ ゅ ん び

する物も の

◎実験じ っ け ん

2：発展は っ て ん

研究けんきゅう

1. 水みず

1 m Lミリリットル

に解熱げねつ

鎮痛ちんつう

薬やく

を 1錠じょう

溶と

かし、アセトアミノフェン水溶液すいようえき

を作つく

る。

2. 角かく

切ぎ

りにした野菜や さ い

（キノコや果物くだもの

）をアセトアミノフェン溶液ようえき

に入い

れる。

3. どんな色いろ

に変化へんか

するかな?

どの部分ぶぶん

から変か

わっているかな？速はや

さは違ちが

うのかな?

ピンクに変か

わる。

アセトアミノフェンが野菜や さ い

（キノコや果物くだもの

）の酵素こ う そ

の 働はたら

きで化学か が く

反応はんのう

して

ピンクの物質ぶ っ し つ

に変か

わったんだよ！

◎解熱げ ね つ

鎮痛ち ん つ う

薬や く

（アセトアミノフェンが含ふ く

まれているもの）

◎水み ず

◎ビン ◎野菜や さ い

、キノコ、果物く だ も の

等な ど

ちょっとレベルが

高たか

い実験じ っ け ん

だよ！

12

発展は っ て ん

研究けんきゅう

の答こ た

え

13

◎実験じっけん

3:色いろ

が消き

える？麹 菌こうじきん

準備じ ゅ ん び

する物も の

実験じ っ け ん

の手順て じ ゅ ん

◎片栗か た く り

粉こ

◎水み ず

◎麹菌こ う じ き ん

◎プラスチックの容器よ う き

（ガラス容器よ う き

でも良よ

い）

◎ヨウ素そ

液え き

（市販し は ん

のうがい薬ぐすり

でヨウ素そ

を含ふく

むもの イソジ○など）

1 2

3 4

5

1 が冷さ

めたら

うがい薬ぐすり

を数す う

滴て き

入い

れてかきまぜる。

3 に塩麹しおこ うじ

を少し入れる。

ふたをしてよくまぜる。

色いろ

の変化へ ん か

を観察か ん さ つ

する。

ポットのお湯 100 m Lミリリットル

に

片栗粉 2 ｇグラム

をまぜる。

プラスチック容器よ う き

に 2 を 5m Lミリリットル

入い

れる。

どんな色いろ

に

変化へ ん か

するかな?

青あお

むらさき色いろ

に

なるよ 熱あつ

いお湯ゆ

に気き

をつけて！

◎実験じ っ け ん

3 の解説かいせつ

14

片栗か た く り

粉こ

は、デンプンでできているんだ。

デンプンは、ねじのようにグルグルと巻ま

いた鎖く さ り

の形かたち

になっていて、その

グルグルと巻ま

いた形かたち

に、ヨウ素そ

というものが入はい

ると青色あ おいろ

になるんだ。

デンプンの鎖く さ り

の長な が

さが長なが

いとヨウ素そ

がたくさん入はい

って濃こ

い青色あ おいろ

になる

けど、鎖くさり

の長なが

さが短みじか

いとヨウ素そ

が入はい

れなくて色いろ

がつかないよ。デンプン

の鎖の長さによって無色む し ょ く

～褐色か っ し ょ く

（茶色ち ゃ い ろ

）～赤色あ か い ろ

～紫色むらさきいろ

～青色あ お い ろ

に変化へ ん か

す

るんだ。

これを「ヨウ素そ

デンプン反は ん

応の う

」といって、理り

科か

のテストで良よ

く出で

るんだよ。

今回こ ん か い

は、麹こうじ

の酵素こ う そ

の力ちから

で、長な が

かったデンプンの鎖く さ り

が短みじか

くなって、色い ろ

が

消き

えちゃったんだ。

15

準備じゅんび

する物もの

実験じ っ け ん

の手順て じ ゅ ん

1. ポットのお湯 100m Lミリリットル

に 2 gグラム

の片栗か た く り

粉こ

を混ま

ぜる。

2. うがい薬ぐすり

を数す う

滴て き

入れは い れ

、よく混ま

ぜる。

3. プラスチック容器よ う き

に 2.で作ったものを 5m Lミリリットル

入い

れる。

4. 納豆な っ と う

などを、上う え

から少す こ

しずつ入れる。

5. どんな色いろ

に変化へ ん か

するかな?

◎実験じ っ け ん

3:発展は っ て ん

研究けんきゅう

◎片栗か た く り

粉こ

◎水みず

◎唾液だ え き

、納豆な っ と う

、等な ど

いろいろ試た め

そう。

◎プラスチックの容器よ う き

（ガラス容器よ う き

でも良よ

い）

◎ヨウ素そ

液え き

（市販し は ん

のうがい薬ぐすり

でヨウ素そ

を含ふく

むもの イソジ○など）

麹こうじ

以外い が い

で

試た め

してみよう☆

発展は っ て ん

研究けんきゅう

の答こ た

え

唾液だ え き

、納豆な っ と う

・・・無色む し ょ く

になる

デンプンの鎖くさり

を短みじか

くするアミラーゼという酵素こ う そ

が入はい

っているよ

きゅうり、トマト ・・・色いろ

が変化へ ん か

しない

じゃがいも ・・・青色あ お いろ

が濃こ

くなる

じゃがいもにはデンプンが入はい

っているよ

＜アミラーゼを多おお

く含ふ く

む食材しょくざい

＞

キャベツ、レタス、ホウレン草そ う

、モロヘイヤ、ニラ、

ブロッコリー、アスパラガス、オクラ、ゴーヤ、

レンコン、大だい

根こん

、カブ、山芋やまいも

、アボカド、柿かき

、

ブドウ、メロン、桃も も

、りんご など

◎実験じ っ け ん

4:微生物び せ い ぶ つ

クイズに挑戦ちょうせん

次つ ぎ

の食品しょ くひん

と関係かんけい

する微生物び せ い ぶ つ

を線せん

でつないでみよう。

16

食品し ょ く ひ ん

微生物び せ い ぶ つ

パン

•

• Bacillus subtilis var. natto

分解ぶ ん か い

酵素こ う そ

を出だ

して、大豆だ い ず

タンパク質し つ

を

アミノ酸さ ん

に変か

えます。大豆だ い ず

はネバネバに

なります。

エリンギ • • Aspergillus oryzae

アミラーゼでデンプンを分解ぶんかい

します。

味噌み そ

をつくるために用も ち

いられています。

納豆な っ と う

• • Pleurotus eryngii

ポリフェノールオキシダーゼを持も

っていま

す。日頃ひ ご ろ

、私わたし

たちが見み

ているのは子し

実体じ つ た い

といいます。

麹こうじ

• • Saccharomyces cerevisiae

発酵は っ こ う

するときに二酸化炭素に さ ん か た ん そ

を出だ

します。