自由研究に使える顕微鏡テーマ3選｜観察方法・発展例も解説

「タマネギを拡大すると何が見えるの？」「生き物は細胞で出来ていると知った。
細胞が見やすいというタマネギの表皮を使って、実際に細胞を見てみたい」など。

「タマネギを拡大すると、細胞が見える」「細胞はたくさん並んでいると思う。
ブロックみたいに四角いと思う」など。

• タマネギ
• 包丁（使うときは、大人と一緒に！）
• ピンセット
• プレパラート（スライドガラスとカバーガラスのセット）
• ろ紙またはティッシュ
• 生物(光学)顕微鏡

染色する場合に追加するもの

• 食紅
  （染色用、スーパーや100円均一で購入できます。）
• 酢（染色用）100ml程度
• 染色液を作る容器
• 混ぜるための棒やスプーン
  

1.タマネギをくし形に切り、内側(表皮)の表面に切り込みを入れる。

2.切り込みのうち、スライドガラスに乗る大きさのものを選び、表皮をピンセットで優しく取る。

3.表皮をスライドガラスの中央に置き、表皮の上から水を２、３滴たらす。
カバーガラスをかけ、不要な水分をろ紙で吸い取り、プレパラートを完成させる。

カバーガラスをつけている様子。
気泡が入らないように、カバーガラスの端から、ゆっくりと倒すと上手くいきます。

4.顕微鏡のステージにプレパラートを置き、最も低い倍率から観察を始め、表皮の細胞を見つけます。
観察したい部分を視野の中央に移してから倍率を上げ、細胞の形や内部の様子を詳しく観察します。

5.(核を染色する場合)食紅と酢を使って、核を染色して観察する。

作成した染色液(左)とプレパラート(右)。
染色液は、酢100mlに食紅を少量(付属スプーンの1/10程度)加えて混ぜると完成¹⁾。
プレパラートを作る時、水の代わりに染色液をたらして作成しました。

観察に慣れてきたら、条件を変えて結果を比べてみましょう。

染色前と染色後を比べる

染色すると、細胞内の核がどのように見えやすくなるかを比べます。

タマネギの内側と外側の表皮を比べる

採取する場所によって、細胞の形や大きさ、並び方に違いがあるかを観察します。

同じ部分から表皮を採取し、細胞の形や色の違いを比べます。

採取する場所によって、細胞の形や大きさ、並び方に違いがあるかを観察します。
同じ部分から表皮を採取し、細胞の形や色の違いを比べます。

同じ倍率で複数の場所を観察する

1か所だけでなく、同じプレパラートの3か所程度を観察し、共通して見られる特徴や場所による違いを記録します。比較するときは、倍率や照明、染色方法などの条件をできるだけそろえることが大切です。

さらにほかの野菜や果物も観察してみよう！

トマトとパプリカ(黄色)の細胞が見えるか、玉ねぎと同様にプレパラートを作って実験しました。
今回は果肉の一部を観察しました。タマネギの表皮とは観察した部分が異なるため、細胞の見え方を単純に比較することはできませんが、野菜や果物によって見え方が異なることを確認できます。

顕微鏡でトマトの果実を観察した様子(100倍)。
細胞が重なっている様子が分かります。
全体的に赤色でした。

顕微鏡でパプリカの果実を観察した様子(100倍)。
トマトと同様、細胞が重なっている様子が分かります。
全体的に黄色でした。

• 写真かスケッチを必ず残そう！
• 比べた時の違いを、言葉で表そう。

スケッチした場合のまとめ方の例。
写真を印刷できると、より説得力がありそうです。

「塩や砂糖はどんな形をしているの？」
「塩と砂糖の手ざわりの違いは、粒の形や大きさと関係があるのだろうか？ 」など。

「塩と砂糖の形は違う」「丸や四角、三角など色々な形があると思う」など。

• 塩
• 砂糖
• 塩や砂糖を乗せるシャーレ（スライドガラスでもOK）
• 少量を取り分けるスプーンまたはピンセット
• 実体顕微鏡または上部光源付きの生物顕微鏡

＊シャーレには「塩」「砂糖」と分かるよう、ラベルを付けてもよいです。

1.塩と砂糖を別々のシャーレに少量入れる
粒が重なりすぎないよう、少量ずつ広げます。  

2.最も低い倍率から観察する
シャーレをステージに置き、上部LED光源を使用して、最も低い倍率から観察します。

3．同じ条件で塩と砂糖を比べる
倍率や明るさをそろえ、粒の形、大きさ、透明感、重なり方などを観察します。

4．場所を変えて複数の粒を観察する
1つの粒だけで判断せず、それぞれ3か所程度を観察して、共通する特徴を記録します。

比較実験では、同じ倍率・同じ照明条件で行うことが重要です。

塩や砂糖は、種類によって粒の形や大きさが異なります。
次のような組み合わせを、同じ倍率・同じ明るさで観察して比べてみましょう。

• 食塩と粗塩を比べる
• 上白糖とグラニュー糖を比べる
• グラニュー糖と粉砂糖を比べる

粒の形、大きさ、透明感、粒同士の重なり方などに注目すると、違いを見つけやすくなります。
さらに、うま味調味料、小麦粉、顆粒だし、塩こしょうなど、身近な粒状・粉末の食品も観察してみましょう。塩や砂糖とは異なる形や大きさの粒が見つかるかもしれません。比較するときは、倍率や照明、観察する量などの条件をできるだけそろえ、写真やスケッチに残すのがおすすめです。

小麦粉を顕微鏡で観察した様子(100倍)。
塩や砂糖よりも、粒の大きさが小さかったです。

塩コショウを顕微鏡で観察した様子(100倍)。
透明の粒と茶色の粒がありました。

• 顕微鏡で拡大した時の写真やスケッチを残しておこう！
• 形や、粒の大きさがわかるようにスケッチしたり、言葉で書いたりしよう。

スケッチを大きく書くときは、スケッチブックにまとめるのがおすすめ。

• 塩と砂糖を、同じ倍率・同じ明るさで観察しましょう。
• 写真やスケッチには、試料名と倍率を書きましょう。
• 1つの粒だけでなく、複数の粒を観察して共通点を探しましょう。
• 粒の形、大きさ、透明感、重なり方などを表にして比べましょう。

比較表は、次の項目が使いやすいです。 

「チラシや雑誌の色は、どのように作られているのだろう？ 」
「家のコピー機で使うのは4色(黒、赤、青、黄)なのに、どうして紫色がコピーで出てくるの」など。

「コピー機の中で色を混ぜて作っている」
「ピンク色だったら、拡大してもピンク色がしっかり塗ってあると思う」など。

• カラーコピーの印刷物（チラシなど）
• 実体顕微鏡または上部光源付きの生物顕微鏡

1.観察したい印刷物を用意する

2.観察しやすい大きさに切る
観察したい部分を小さく切り取り（ちぎってもOK）、シャーレや台紙の上に置きます。

3.最も低い倍率から観察する
上部LED光源を使い、最も低い倍率から観察します。

4.同じ部分を倍率を変えて観察する
見たい部分を視野の中央に移し、必要に応じて倍率を上げます。

5．色のつき方を記録する
どのような色の点が見えたか、写真やスケッチで残します。

カラー印刷の部分を顕微鏡で観察すると、1色に見えていた部分にも、小さな点が並んでいる様子が見えました。赤っぽく見える部分でも、赤だけではなく、別の色の点が組み合わさって見えることがありました。
肉眼ではなめらかに見える色も、拡大すると細かな点の集まりでできていることが分かりました。 

カラー印刷の紫色を顕微鏡で拡大した様子(100倍)。赤色と青色の線が斜めに交差していました。

カラー印刷のオレンジ色を顕微鏡で拡大した様子(100倍)。赤色と黄色の線が見えました。

カラー印刷の黒色を顕微鏡で拡大した様子(100倍)。黒色だけでなく、赤色、青色、黄色の線がありました。

観察に慣れてきたら、印刷物の種類や色の違いを比べてみましょう。
たとえば、チラシと雑誌、写真とイラスト、文字と写真などを比べると、色のつき方や点の細かさに違いが見つかることがあります。比較するときは、倍率や明るさをそろえて観察すると、違いを見つけやすくなります。

• チラシと雑誌を比べる
• 写真とイラストを比べる
• 赤・青・緑など、色ごとに比べる
• 文字の部分と写真の部分を比べる
• 家庭用プリンターの印刷と市販の印刷物を比べる
• モノクロ印刷とカラー印刷を比べる

顕微鏡で観察した写真やスケッチを残しましょう。

今回は色の違いが大切な観察ポイントです。
見えた色をクレヨンや色鉛筆で再現し、「赤」「青」「黄」などの色名や、観察した倍率も書き添えると、結果が伝わりやすくなります。 また、色だけでなく、点や線の並び方、印刷物による見え方の違いも比べてまとめてみましょう。