シダ植物の教材特性に関する研究

全文

(1)博士論文. シダ植物の教材特性に関する研究. 川上敏行. 広島大学大学院. 国際協力研究科. 2 0 0 8年 3月.

(2) 「シダ植物の教材特性に関する研究 J 頁序. 1. 本研究の目的と研究方法第一節. はじめに. 第二節. シダ植物の教材としての先行研究. 第三節. シダ植物の有性生殖に関する先行研究. 第四節研究目的第五節. 研究の視点と方法 9. 序参考文献. 第一部. 学習指導要領および教科書におけるシダ植物の扱い. 第一章. 戦後の学習指導要領と教科書におけるシダ植物の教材として 1 2. の取り扱いの変遷第一節調査方法第二節. 各学校段階における変遺. 第三節. 小・中・高等学校の変遷と相互の関連性. 第二章. 教科書で扱われたシダ植物と生活で利用されてきたシダ植物. 第一節. ………. 26. 目的. 第二節調査方法第三節. 教科書で扱われたシダ植物と生活との関わり. 第四節. 生活に利用されてきたシダ植物. 第一部参考文献. 38. 調査した学習指導要領・教科書. 39. 第二部. シダ植物の教材としての特性. 第一章. シダ植物の生殖細胞に関する細胞学的特徴. 第一節. 目的. 第二節. 雄性生殖細胞の形態および細胞学的特徴. 第三節. 雌性生殖細胞の形態および細胞学的特徴. 第四節考察. 一. 49.

(3) 第二章第一節. シダ植物の受精. . . . . . . . . .. 6 4. ...•...... 7 4. . . . . . . . . .. 9 2. 目的. 第二節材料第二節. 造卵器内における受精. 第四節. 精子と卵細胞に及ぼす浸透圧の影響. 第五節. 単離卵細胞を用いた人工授精. 第六節考察第三章第一節. シダ植物の細胞分裂に関する研究目的. 第二節材料第二節方法第四節結果第五節考察第二部参考文献. 総合考察ーシダ植物の教材化ー第一節. 実験・観察教材としてのシダ植物. 第二節. シダ植物の教材としての特性の考察. 第三節. 新しい教材の選択例. 第四節. 海外におけるシダ植物の教材化. 第五節. 教材提供の方法についての検討. 第六節. まとめ. 総合考察参考文献. 謝辞. 1 0 0. 1 0 9.

(4) 序. 本研究の目的と研究方法. -1-.

(5) 第一節はじめに戦後の学校教育の基礎となる学習指導要領は、 1 9 4 5 年から 2004年までに、小・中学校では 6回、高等学校では 7回改訂され、その都度学習の目標や内容が変化してきた。それらの学習の目標や内容も、各改訂時における時代背景や科学技術の進歩の影響を受けた。その目標や内容は、生活単元・問題解決学習、系統学習、探究学習、豊かな人間性の形成、新しい学力観、生きる力、と変遺してきており、改訂ごとに特色が見られる。 1 9 4 5 年から 1 9 7 0年まで(小学校が 1 9 6 8年、中学校が 1 9 6 9年、高等学校が 1 9 7 0年)は、科学 9 7 7年頃(小・中学校が 1 9 7 7 技術の進歩を受け、学習内容が改訂ごとに増加した。しかし、 1. 年、高等学校が 1 9 7 8 年)から『内容の精選』という名の下に教育内容の削減が始められ 9 9 8 年に小・中学校、 1 9 9 9年に高等学校の学習指導要領がそた。現行の学習指導要領は 1. れぞれ改訂されたもので、この改訂では、『総合的な学習の時間』が設けられ、小学校では 3 - 6学年の 4年間で 430時間、中学校では 3年間で 210- 335時間、高等学校では卒 0 5- 210時間が標準とされ、その結果、理科の授業時数が減らされた。さらに、業までに 1. 小学校から高等学校の各学校段階で教育内容の厳選が大幅に図られた。しかし最近では、生徒の学力低下問題が論争となっている。その一つの論点は、 1970 年代までは系統的に関連していた教育内容について、精選・厳選という名目で削減が行われ、教育内容の系統性が失われたということである。そのため、過去の変遷を分析し、各教材の教育的特性を検討し、現行の教育内容の系統化が必要と考えられる。現在の生物の分類は、動物界、植物界、菌界、原生生物界、モネラ界の 5つに分類する五界説が主流となっており、植物界はその柱のうちの 1つとされている。このように、植物界は、生物において重要な分類群となっている。そして、この植物界における代表的な門には、コケ植物、シダ植物、種子植物がある。コケ植物は、維管束が未分化な植物で、配偶体が発達し、胞子体は配偶体に寄生する形態をとっている。シダ植物は、胞子体と配偶体がそれぞれ独立した形態をとっている。種子植物は、維管束が発達した種子をつくる植物で、胞子体が発達し、配偶体は胞子体に寄生する形態をとっている。これらの植物の特徴を比較すると、コケ植物は乾燥に弱いものが多いのに対し、種子植物は乾燥に強いものが多いなど、コケ植物と種子植物は、反対の特徴を持つものが多い。それに対し、シダ植物は種子植物とコケ植物の中間の特徴を多く持っており、系統を考える上で重要な植物群である。普段、野山で見られるシダ植物は複相世代の胞子体である。胞子体は葉の裏側に胞子嚢が集まった胞子嚢群を形成する。胞子嚢の中では胞子母細胞が減数分裂を行って胞子を形成する。この減数分裂によって染色体数が半減して単相世代となる。成熟した胞子のうは、乾燥すると裂閉して胞子を周囲に散布する。散布された胞子は、発芽して成長し、ハート型をした前葉体と呼ばれる配偶体を形成する。前葉体では造精器と造卵器が形成され、それぞれ精子と卵細胞をつくる。精子が成熟した造精器は、雨水などの水に浸されると蓋細胞を聞き、精子が膜に包まれた精細胞を放出する。その後、精子は膜を破って外に出て、水中を泳ぎ出す。卵細胞が成熟した造卵器は、同じく水に浸されると頚口が開き、精子誘引物質を外に出す。精子はこの物質に誘引されて頚口へとたどり着き、そこから造卵器内に侵入して卵細胞と受精する。この受精によって染色体数が倍加し、複相世代となる。そ. -2-.

(6) 胞子体世代 (複相世代). 造卵器に侵入した精子. 卵細胞. 配偶体世代 (単相世代) 精子誘引物質の放出. 造卵器. -造精器〆 ' ‘ 、. 成熟した前葉体. Fi g. l ワラビの生活環. -3-.

(7) の後、受精卵は匪発生を行い、根・茎・葉を持った若い胞子体が発達する。その後、数年. F i g .I ) 。かかって成長してもとの胞子体を形成する ( 以上のような特徴を持つシダ植物は、「種子をつけない維管束植物であるが、胞子体と配偶体がそれぞれ独立に生活しており、胞子体が優勢で、配偶体は目だたない姿をとる生物」、「維管束植物のうちで、種子植物段階まで進化せず、胞子段階にとどまっている植. 9 9 2 ) とされ、胞子体が配偶体に寄生するコケ植物とも、配偶体が胞子体の内物 J (岩槻 1 部に寄生して組織のような姿となってしまった種子植物とも異なっている。このように、シダ植物は種子植物ともコケ植物とも異なる特徴を持っており、また、その特徴は種子植物とコケ植物の中間を示しているうえに、種子植物とコケ植物のどちらかと共通する特徴もあわせ持っており、植物の進化を理解する上でも重要な植物群とされている。初等・中等教育の生命分野においては、歴史的に見ると、上記のシダ植物の重要性を受けて、戦後の初等・中等教育で種子植物、コケ植物などとともに扱われてきた。初等・中等教育段階においてシダ植物が扱われていた内容は、生殖方法や生活環に関する内容が中心であった。そのため、教材研究は生殖や生活環に関する教材開発が中心に行われた。そこで、前述の教育内容の系統化にあわせた新たな教材化が必要であると考えられる。. 第二節. シダ植物の教材としての先行研究. 前節のような変遷の中で、理科の学習指導要領や教科書に関して歴史的な検討を行った研究には、板倉ほか (1 9 8 7 a ， b ) が小学校低学年理科、生物、地学、物理、化学の各分野ご. 1 9 9 4 ) が、物質認識・力学・化学・生物・郷とに教材の変遷を取り扱ったものや、永田 ( 土の自然・地学・ものづくりの各分野の初歩教材研究がある。生物教材としては、川上 ( 19 8 9 ) が「花のっくり」、丸本 ( 1 9 9 0 ) が「アサガオ」、安東(1 9 91 . 19 9 3 ) が「見虫」及び「花」の扱いの変選を研究しているが、その数は少ない。また、これらの報告は小学校のみを扱っており、中学校および高等学校との関連性は扱われていない。また、シダ植物についての教科書研究は、渡遺 ( 1 9 9 8 ) が行っているが、戦後を 1つの時代としてまとめて扱っており、また、小学校に関する扱いがないため、学習指導要領ごとの変遷や初等教育段階と中等教育段階の関連性は扱っていない。また、明治から戦前にかけて教科書においてシダ植物が扱われた観察・実験は、渡遺. 9 8 ) によると、分類や生殖で扱われ、その内容は形態的特徴の観察や前葉体の培養に ( 19 限られていたとされており、シダ植物の形態観察や前葉体の培養法は戦前に確立されていたことが分かる。. 4 9"，-，)、「生物教育J( 19 5 8 生物教材に関する報告が多く掲載されている雑誌の「遺伝 J( 19 "，-，)、「採集と飼育 J ( 19 4 9"，-，)などについて、シダ植物を扱った報告を検索したが、 1 9 6 0 年まではほとんど見あたらず、 1 9 6 0年代になって報告が見られるようになった。百瀬(19 6 5 ) や清水(19 7 5 ) は、植木鉢やミズゴケを培地にして、簡易的な用具で前葉体を培養する方法を開発した。湯浅 (1 9 6 6， 1 9 8 2 ) や毛利(19 6 7 ) は、造精器や精子の雄性生殖細胞や器官の観察方法を開発し、他にも、シダ植物の染色体の観察方法の開発を行つ. -4-.

(8) た。加藤(19 8 7 ) は、ミズワラビの生活環が 2ヶ月程度で終了することに着目し、培養法、観察法などの有効性について検討した。その上で、ミズワラビの教材としての有用性を紹介した。高宮 ( 1 9 8 8 ) は、同形胞子シダのなかで最も染色体数の少ないゼンマイ ( 2 n=4 4 ) の細胞分裂の観察法を開発した。渡遅ら(19 9 2 ) は、動的な現象に着目し、シダ植物の造精器から造卵器までの精子の動きを中心とした動画教材を開発した。以上のように、シダ植物の教材開発は、生活環の中でも胞子から前葉体の形成、受精の直前までの過程が中心に行われていた。また、教材開発の他にも、前田らが、シダ植物の組織培養の研究 ( 1 9 9 0 ) や無胞子生殖の研究 ( 1 9 9 5 )を、 T r e y e sら ( 2 0 01)は、造精器の成熟期間に関する研究、川上ら ( 2 0 0 4 ) は、シロヤマゼンマイの体細胞分裂と減数分裂の観察方法の開発など、同じ生活環でも教科書ではあまり扱われていない研究も行われるようになった。このように、シダ植物の教材化は、 1 9 7 0年代までは新しい教材開発よりも、それまでに開発されていた研究方法を学校教育現場でも実施可能なように、簡易的に行うための研究が多く行われ、 1 9 8 0年代に入ってから新しい観点での教材開発の研究が行われるようになった。今後もこのような観点での新しい教材開発が必要である。. 第三節. シダ植物の有性生殖に関する先行研究. 生物の個体が自己と同じ種類の新しい個体を生産することを生殖と呼び、有性生殖と無性生殖に大別される。シダ植物は胞子体と配偶体が独立して存在しているため、この二つの生殖方法が顕著であり、古くから研究が行われている。シダ植物の有性生殖に関する研究は、 1 8 2 4年に Nees von E s e n b e c kがイノモトソウの精子を発見したことが最初とされ、その後しばらくは、 1 8 4 9・1 8 5 1 年の T h u r e t、 1 8 6 4年の. P r i n g s h e i mなどによる精子の簡単なスケッチが、その後も 1 8 8 5年の Be 1 a j e f f 、1 8 8 6年の T r e u b による精子の形態観察と、 1 9世紀は精子の研究が主に行われた。 1 9世紀後半になって、形態観察以外にも行われるようになり、 1 8 8 3年と 1 8 8 4年に P r e f f e rが精子の走化性についての研究を行い、 1 8 8 7年に C a m p b e l lが精子の形成過程の観察を行っている(湯浅， 1 9 6 9 )。一方で、卵細胞に関する研究は受精と並行して行われた。受精に関する研究は、精子が卵細胞へ侵入する場所と考えられる受精点の観察から始まり ( S往路b u r g e r ，1 8 6 9 )、コウヤワラビ (Shaw，1 8 9 8 )、ケホシダ (Yamanouchi，1 9 0 8 )、ヒメワラビ ( Y u a s a ，1 9 3 7 )、ワラビ ( B e l l ，. 1 9 7 5 ) など、いろいろなシダ植物を材料に、. l世紀以上にわたって受精の過程の連続観察. が行われてきている。これらの観察は、卵細胞が前葉体内部にあるため、固定試料による観察であった。最近では、 D u c k e t t&B e l l( 1 9 7 1， 1 9 7 2 ) による電子顕微鏡を使用した精子の観察や、 B e l l. o u r t e( 1 9 7 5 ) による微細構造 ( 1 9 7 5 ) による受精時における精子と卵細胞の形態観察、 T の観察など、微組構造の形態観察が行われるようになった。しかし、これらの受精に関する形態観察は、固定した試料を使用していたため、断片的な観察しか行われていなかった。近年、酵素処理を用いた匪嚢の単離方法が開発され、 Zhou e t a . 1( 1 9 8 2， 1 9 8 5 )、 Zhou. (1 9 8 5， 1 9 8 7 )、 Wagnere ta . 1( 19 8 9 a ， b )、 Huange ta . 1( 19 8 9 ) などが被子植物を材料として、. -5-.

(9) 無傷で生理活性を保ったままの匪嚢が単離できるようになった。その結果、生理活性を保った匪嚢の形態観察が可能となり、蛍光プロープを利用した生殖細胞の微細構造の観察などが行われるようになった。また、電気融合における人工受精の方法が開発された。しかし、人為的な刺激で行っているために正確な受精現象ではない可能性があるうえ、種子植物では応用が困難であるという欠点がある。以上のように、植物における有性生殖の研究は、生理活性を保った状態では、まだ未開発であるといえる。上記のようなが手法が開発され、プロトプラスト化したシダ植物を材料として扱った研 a r t a n e ne ta . l (1980) が若い胞子体のプロトプラスト化した細胞の培養を行究としては、 P. 1995) が生理活性を保ったまま卵細胞を単離するにい、この方法を応用して、 Watanabe ( 至っている。. 第四節研究目的シダ植物は、花が咲かない植物で胞子体世代と配偶体世代がそれぞれ独立して存在し、種子植物とは異なる特徴があり、植物が水中から陸上へと生息地を移行する進化上の植物とされて系統進化的に重要な位置にある。さらに、森林の下層植物の中心的な植物であることなど、植物の世界を理解するためには重要な位置を占めている。また、観察・実験面でも、日本全国で見られ、材料を確保しやすく、胞子の保存・培養が容易であり、無性世代(胞子体)と有性世代(配偶体)の形態がはっきりし、生活史のほぼすべての段階が観察可能であるなど、教材的に適した特性を多く持つ植物である。また、シダ植物は古くから日本の文化に深く関係し、その利用法としては、食料・薬・鑑賞・装飾などが挙げられる。食料ではワラビ、ゼンマイが代表的で、薬としては現在では利用が減少したものの、ヒカゲノカズラやスギナが利用されていた。最近では、鑑賞用としての扱いが多くなり、園芸底でよく売られている。一方で生殖は、生物が種を残していくためには必要不可欠な生命活動である。また、遺伝・進化などの分野と関連性を持ち、生命を連続してとらえるためにも重要な役割を持っている。そのため、生物学者が興味・関心を引く分野となり、また、中等教育段階の生物教育においても重要な項目となっている。中等教育課程における植物の有性生殖では、被子植物が材料として取り上げられてはいるものの、生きた状態による受精の仕組みゃ過程の観察が困難なために模式図による例示がほとんどで、観察・実験内容も花粉の発芽に限られている。したがって、現状では植物の受精の過程を連続的にとらえる教材はほとんどないことになる。しかし、シダ植物の有性生殖に関しては、被子植物と同様に雌性生殖細胞の卵細胞は他の細胞で包まれてはいるが、表層近くにあるため、被子植物よりも簡単な操作で卵細胞を観察することができる。以上の理由から、本研究ではシダ植物に注目した。しかし、シダ植物は生物学的にも生物教材的にも重要な位置にあり、また、日本の生活に深く関わる植物でありながらも、現行の教科書では実際に教材として使用される割合が少ない。 0・1 1 年の学習指導要領の改定で大幅に削除された「シダ植そこで第一部では、平成 1. -6・.

(10) 物」に注目し、戦後の日本における教科書における扱い、観察・実験への利用方法を整理し、学習指導要領と教科書で内容がどのように変遷したかを明らかにした。また、その結果をもとに、生活との関わりなどからシダ植物の教材としての扱い方を検討した。過去の学習指導要領や教科書を分析することで、重要な内容や項目に対するシダ植物の必要性が明らかになるものと考えられる。本研究では、歴史的変遷と各学校段階の比較を行っているため、初等および中等教育全体におけるシダ植物の位置付けと系統化が可能である。特に、昭和 40年代の系統化されて多くの教育内容を含んでいた時代と比較すると、平成元 0・1 1年では昭和 40年代の系統化された内容の中から部分的に削除された年および平成 1. とする見方ができ、残された教材聞の系統性が弱くなった可能性が高い。これを本研究の作業仮説として設定し、カリキュラム編成の問題点として検証する。第二部では、シダ植物の教材性についての特性を調べるために、シダ植物の有性生殖に関する基礎的な研究を行い、生きた状態における生殖細胞の細胞学的特徴を解析した。さらに、連続的な受精の観察や試験管内受精を行い、受精の仕組みを明らかにする方法の検討を行った。また、体細胞分裂と減数分裂の観察も行い、生活環のつながりを明確にすることで、新しい教材を開発した。. 第五節研究の視点と方法 i g . 2 のようにまとめられる。まず、生物教育におけるシダ植本研究の視点と方法は、 F. 物の位置づけを論じ(第一部)、次いで、シダ植物の生殖に関する自然科学的な内容の研究と、生殖に関する教材開発を行った(第二部)。第一部ではシダ植物の教材としての有効性を検討するために、戦後の学習指導要領と教科書におけるシダ植物の教材としての取り扱いの変遷を明らかにした(第一章)。さらに、新しい教材開発の可能性として、生活との関連性を考察した(第二章)。第二部ではシダ植物の自然科学的な内容を教材化するために、有性生殖細胞に関する細胞学的な研究(第一章)、受精のメカニズムの解明(第二章)、体細胞分裂と減数分裂の教材開発(第三章)を行った。総合考察では、第一部と第二部を考慮した上でシダ植物の教材性と教材開発の方法を検討し、新しい教材の示唆や教材開発についての方法について総合的に考察した。. -7・.

(11) シダ植物. 第一部. 第二部. 教材に関する. 教材に関する. 教育学的な研究. 自然科学的な研究. 第一章. 第一章. 学習指導要領. 生殖細胞. 教科書. 第二章教材受精. 第二章第三章生活との関わり細胞分裂. 十総合考察教材化に関する総合考察. F i g . 2 研究の視点と方法の模式図. -8-.

(12) 参考文献 6 ):1 6・1 9 . 安東久幸(1991)中学校における昆虫教材の変選.理科の教育 40(. 安東久幸(19 9 3 ). r 花 J の教材における価値の変遺.理科の教育 42( 8 ):6 4 ・6 9 .. 板倉聖宣編 ( 1 9 8 7 ) 理科教育史資料第 4巻理科教材史 1.東京法令出版板倉聖宣編(19 8 7 ) 理科教育史資料第 4巻理科教材史 I I . 東京法令出版岩槻邦男編(19 9 2 ) 日本の野生植物.平凡社加藤富士夫(19 8 7 ) ミズワラビの前葉体.遺伝 4 1( 9 ):7 2 . 川上昭吾(19 8 9 ) 理科教科書「花のっくり J の学習における多様性認識取扱い方に関する歴史的研究.愛知教育大学教科教育センター研究報告 1 3 :1 5 7 ・1 6 6 . 川上敏行・池田秀雄 ( 2 0 0 4 ) シロヤマゼンマイの培養系の確立とその教材としての有効性の検討.生物教育 44( 2 ):6 8・7 6 . 清水巌(19 7 5 ) 前葉体の栽培.教材生物ニュース 1:1 4 ・1 6 . 高宮正之(19 8 8 ) ゼンマイを用いた核相交代の観察.遺伝 42( 3 ):1 9 ・2 4 . 永田英治 ( 1 9 9 4 )一日本理科教材史.東京法令出版 9 0 ) シダ類の組織培養一形態形成実験系としての利用一.遺伝前田桝夫・中村三千代(19 44( 2 ):4347 .. 前田桝夫・小西美保・中村三千代 ( 1 9 9 5 ) シダ植物の無胞子生殖.遺伝 49(8):17 ・2 1 . 丸本喜一(19 9 0 ) 教材の変遷ーアサガオを例にして初等理科教育 24( 14 ):40 4 3 . 毛利秀雄(19 6 7 ) 精子の機能ーその運動を中心として一.遺伝 2 1( 3 ):2 3 2 7 . 百瀬静男(19 6 5 ) シダの前葉体の培養法.遺伝 1 9( 1 1 ) :59 ・6 2 . 湯浅明(19 6 6 ) シダの発生.遺伝 20( 9 ):4 6 4 8 . 湯浅明(19 6 9 ) 植物の精子.東京大学出版社湯浅明 ( 1 9 8 2 ) シダ類精子の観察法I.教材生物ニュース 8 2 :9 6・9 7 . 渡遺重義・ T r e y e sR .S .・池田秀雄(19 9 8 ) シダ植物の有性生殖の教材化 E一連続した受精現象の観察とビデオ教材化一.生物教育 38(3・ 4 ) :1 3 1・1 3 8 . 渡遺重義・福田香織・池田秀雄 ( 19 9 2 ) シダの有性生殖に関する研究 . 生物教育 32( 1 ): 1 0 0 1 01 . B e l l，P .R . ( 19 7 5 )O b s e r v a t i o n on t h e male N u c l e u sd u r i n gf e r t i l i z a t i o ni n 也e fem P t e r i d i u m a q u i l i n u m， Joumalo f C e l lS c i e n c e1 7 :1 4 1・1 5 3 .. D u c k e t t ，J .G .andB e l l， P .R .( 19 7 1 ) S t u d i e sonF e r t i l i z a t i o ni na r c h e g o n i a t ep l a n t s 1. Changesi n也e eoft h es p e r m a t o z o i d sofP t e r i d i u ma q u i l i n u m( L . )K吐m d u r i n ge n 町 i n t o伽 a r c h e g o n i u m ， s t r u c回 r C y t o b i o l o g i e4( 3 ):4 2 1・4 3 6 . D u c k e t t ， J .G .a n dB e l l， P .R .( 19 7 2 )S t u d i e sonF e r t i l i z a t i o ni na r c h e g o n i a t ep l a n t sI I .Eggp e n e t r a t i o n t e r i d i u ma q u i l i n u m( L . )Kuhn ，Cytobiologie6( 1 ):3 5・5 0 . i nP B . ・Q .andR u s s e l l，S .D .( 19 8 9 )I s o l a t e dofF i x e dandV i a b l eEggs，C e n t r a lC e l l s ，andEmbryo Huang，. S a c s企omO v u l e so fPlumbagoz e y l a n i c a， P l a n tP h y s i o l9 0 :9 ・1 2 . P a r t a n e n，C .R .，Power ，J .B . and C o c k i n g ，E .C .( 19 8 0 )I s o l a t i o nandD i v i s i o no fP r o t o p l a s t so f P t e r i d i u ma q u i l i n u m， P l a n tS c i e n c eL e t t e r1 7 :3 3 3・3 3 8 .. ，W.R .( 18 9 8 ) Th eF e r t i l i z a t i o no fOnoc/e a ，A n n a l so fBotany1 2 :2 6 1・2 8 5 . Shaw. -9・.

(13) S回 s b u r g e r ，E .( 18 6 9 ) DieB e r f u c h t u n gb e id e nFamkrautem ， J a h r b u c h e r白 rW i s s e n s c h a f t 1 i c h eB o t a n i k 7 :390 40 8 . T o u r t e ，Y. ( 19 7 5 )E t u d ei n 企a s t r u c t u r a l ed e' 1 0 0 g e n e s ec h e z une P t e r i d o p h y t e ，1 .Evolution des s t r u c t u r e sn u c l e a i r e s， JoumaldeM i c r o s c o p i eB i o l o g i q u eC e l l2 2 :871 0 8 ・. .S .，Kawakami，T . and I k e d a ，H. ( 2 0 01 ) An t h e r i d i a l Development 企om t h eI s o l a t e d T r e y e s，R P r o t o p l ぉt ofYoungGametophyteofTreeFemC y a t h e ac o n t a m i n a n s (HOOK) Cope l . :A S c i e n t i f i c Approach t oT e a c h i n ga b o u tS p e r m a t o g e n e s i s，I n t e m a t i o n a lO n l i n e Joumal o fS c i e n c ea n d M a t h e m a t i c sE d u c a t i o n2( I ):h t t p : / / w w w . d i l n e t . u p d . e d u . p h/ -isme d/ o n l i n e / a r t i c l e s / a n t h e / a n t h e . h t m Wagner ，V.T .，Song ，Y.C .，M a t t h y s R o c h o n ，E .andDumas，C .( 19 8 9 )O b s e r v a t i o n sont h ei s o l a t e d embryos a cofZeamaysL . ，P l a n tS c i e n c e5 9 :1 2 7 ・1 3 2 . Wagner ，V.T .，K a r d o l u s，J .P .andVanWent，J .L .( 19 8 9 )I s o l a t i o noft h el i l ye m b r y o s a c，S e x u a l P l a n tR e p r o d u c t i o n2 :219 ・2 2 4 . Watanabe ，S .a n dl k e d a ，H. ( 19 9 5 )C y t o l o g i c a lF e a t u r e soft h eEggC e l lP r o t o p l a s t sI s o l a t e d企om G a m e t o p h y t e so fFemS t r u t h i o p t e r i sn i p o n i c a( K u n z e )N a k a i，Pl a n tT i s s u eC u l t u r eL e t t e r s1 2( 2 ): 1 1 7 ・1 2 3 . S .( 19 0 8 ) S p e r m a t o g e n e s i sO o g e n e s i sandF e r t i l i z a t i o ni nM叩 hrodium， B o t a n i c a lG a z z e t e Yamanouchi， 7 5 . 45( 3 ):1 4 5・1 Yuasa ，A .( 19 3 7 )S t u d i e si nt h ec y t o l o g yofP t e r i d o p h y taXN .Spermatoteleosisandf e r t i l i z a t i o ni n somefems， w i t hs p e c i a lr e f e r e n c et ob o r d e r b r i m ，JapaneseJoumalofBotany5 :1 7 ・3 5 . .andYang，H .Y. ( 19 8 2 ) E n z y m a t i ci s o l a t i o nofembryos a c si na n g i o s p e r m s :i s o l a t i o nand Zhou，C m i c r o s c o p i c a lo b s e r v a t i o nonf i x e dm a t e r i a l s， A c t aB o t a n i c aS i n i c a2 4 :403・4 0 7 . Zhou， C .( 19 8 5 )I s o l a t i o nandi d e n t i f i c a t i o nofv i a b l eembryos a c si ns e v e r a la n g i o s p e r ms p e c i e s， A c t a B o t a n i c aS i n i c a2 7 :2 5 8 2 6 2 . C .a n dYang ， H.Y. ( 19 8 5 )O b s e r v a t i o n sone n z y m a t i c a l l yi s o l a t e d ，l i v i n ga n df i x e dembryos a c s Zhou， i ns e v e r a la n g i o s p e r ms p e c i e s， P l a n t a1 6 5 :2 2 5 2 31 . Zhou，C .( 1 9 8 7 ) As t u d yoff e r t i l i z a t i o ne v e n t si nl i v i n gembryos a c si s o l a t e df r o ms u n f l o w e ro v u l e s， P l a n tS c i e n c e5 2 :1 4 7 1 51 .. -1 0-.

(14) 第一部学習指導要領および教科書におけるシダ植物の扱い. -1 1-.

(15) 第一章. 戦後の学習指導要領と教科書におけるシダ植物の教材としての取り扱いの変遷. -1 2-.

(16) 第一節調査方法 3、 4 3、 52年、平成元学習指導要領については、小学校は昭和 22、27年の試案、昭和 3. 年、 1 0年の改訂版、中学校は昭和 22、 26年の試案、昭和 3 3、 44、 5 2年、平成元年、 1 0 年の改訂版、高等学校は昭和 23、 26年の試案、昭和 3 1、 3 5、4 5、 5 3年、平成元年、. 1 1年. 年の改訂版のそれぞれについて分析した。教科書については、学習指導要領に準じて作成されたもので、小学校では、昭和 22年から平成 1 0年までの「理科」と、平成元年および 0年の「生活科 Jについて分析した。中学校では、昭和 2 2、26年の「理科 Jと昭和 3 3 平成 1. 年から平成 1 0年までの「理科 2分野」について分析した。高等学校では、昭和 2 3年から 3 5. 1Jr 生物 I I J、昭和 53年の「理科 1Jr 生物 J 、平 Jr 生物 I I J、平成 1 1年の「理科総合 B Jr 生物 1 Jr 生物 I I J につい成元年の「生物 1B. 年までの「生物」、昭和 45年の「生物. T a b l el)。小・中学校の教科書については、昭和 3 3 年以降に出版されたものて調査した (. はほぼすべてを調査したことになる。高等学校の教科書については、昭和 35年以降に出版された教科書の約 2 / 3について調査したことになる。. T a b l e 1 各学校種の学習指導要領の改訂と調査した教科書数. 小学校. 中学校. 高等学校. S22 ( 19 4 7 ). 理科. 【 3】 S22 ( 19 4 7 ). 理科. 【 3】 S23 ( 19 4 8 ). 生物. 【 2】. 19 5 2 ) S27 (. 理科. 【 6】 S26 ( 19 51 ). 理科. 【1 0】 S26 ( 19 51 ). 生物. 【1 0】. S33 ( 19 5 8 ). 理科. 【 7】 S33 ( 19 5 8 ) 2分野. 【 7】 S 19 5 6 ) 3 1 (. 生物. 【4】. S35 ( 19 6 0 ). 生物. 【1 2 ]. 生物 I. 【 8】. 生物 E. 【 7】. 理科 I. 【 3 5 ]. 生物. 【1 1】. 19 6 8 ) S43 ( 19 7 7 ) S52 ( 19 8 9 ) H1 (. 理科理科理科生活科. HlO ( 19 9 9 ). 理科生活科. 【 6】 S44 ( 19 6 9 ) 2分野 19 7 7 ) 2分野【 6】 S52 ( 19 8 9 ) 2分野【 6】 H1 (. ( 5】 S45 ( 19 7 0 ) 【 5】 S53 ( 19 7 8 ) ( 5】 H1 ( 19 8 9 ). 【 9】【 6】 H10 ( 19 9 9 ) 2分野【 9】. 2 0 0 0 ) 【 5】 H11 (. 生物 1B. 【1 2】. 生物 E. 【 8】. 生物 I. 【 8】. 生物 E. 【 8】. 理科総合 B. 【 8】. Sは昭和、 H は平成を示し、それぞれは学習指導要領の改訂年を示す【】内は調査した教科書の数を示す. -1 3-.

(17) 第二節. 各学校段階における変遷. (1)小学校における取扱いの変選小学校の理科学習指導要領は、昭和 22年では指導する単元とその内容、 27年では指導 3 年は内容、それ以降は内容と内容の取扱いが記載された。そのため、具体的に目標、 3. 扱う教材に関しての記載が少なく、一貫して「シダ植物」という言葉は記載されていなかった。しかし、各時期の指導要領の下で著された教科書においてはシダ植物が扱われていたものもいくつか存在した。そこで、教科書で「シダ植物 J が記載されていた項目を調査し、それに対応する学習指導要領の項目で分類した。教科書で「シダ植物 Jが扱われていた学習指導要領の項目には、それぞれの季節の植物を観察する項目(以下「季節の植物を調べる」と記す)、生物の進化の過程を学習する項目(以下「生物が変化してきた様子」と記す)、森林の内部構造を学習する項目(以下「森林のっくり」と記す)の 3項目があった。その結果、シダ植物に関連した目標・内容の変遺と教科書におけるシダ植物の扱いおよび各項目における観察・実験・活動は、 Table2 のようになった。「季節の植物を調べる J は、季節ごとにおける野山あるいは校内における植物の観察であり、主に小学校の低学年から中学年にかけて扱われている。また、この項目は昭和 22 年の試案から現行のものまで、すべての学習指導要領で取り扱われている。この項目におけるシダ植物の扱いは、昭和 22年の試案のものから昭和 33年のものまでは、調査したすべての教科書で扱われていた。しかし、シダ植物を扱う教科書は、昭和 43 年で 6社中 3社と半分、昭和 5 2年で 6社中 2社と 3分の 1、平成元年と 10年では皆無と、昭和 43年以降は指導要領の改訂ごとに教科書におけるシダ植物の扱いは減少していった。この項目では、昭和 33 年までは野山における観察が中心となっていたのが、それ以降、校内における観察へと、場所が変更された。これに伴い、校内よりも野外に多く見られるシダ植物の扱いが減少したと考えられる。また、観察対象が種子植物に絞られたことも影響したと考えられる。この項目で扱われていたシダ植物の内容は、春の植物としてのツクシ(スギナ)やゼンマイなどを絵や写真で紹介するのがほとんどであり、シダ植物についての具体的な説明が記載されている教科書はなかった。また、シダ植物を扱った活動は、スギナの継ぎ目あでやウラジロの飾りなど、遊びゃ行事といった生活に関連したものであった。しかし、これらの活動を扱う教科書は、多いときで昭和 22年の試案の 3社中 2社であり、その他では多くても昭和 27年の試案における 6社中 2社であった。「生物が変化してきた様子 J では、地球の歴史と共に生物の進化の過程を扱っていた。この項目は昭和 22年と 27年の試案でのみ扱われ、主に 6年生で扱われることになっていた。しかし、昭和 3 3年の学習指導要領からは削除され、現行のものまで扱われていない。この項目におけるシダ植物は、昭和 22年の試案のものではすべての教科書が、昭和 27 年の試案のものでも 6社中 5社が扱っていた。扱われていた内容も、植物進化の変遷の過程における古生代の木生シダと統一されており、植物が水中から地上へと進化した過程において、重要な植物の 1つとして扱われていた。これらの木生シダは現在生存していない植物であるため、シダを利用した活動は扱われていなかった。昭和 33 年以降は学習指導. -1 4-.

(18) -縞物は区別のできる. 徴を持っている o. ( ( ( 1 年年 ) ) )l ( 2年 1 F ): (3$): 【3/3]. :シダ植物を扱 :った教科書数. S 4 3. E F. 理 ( 3 解年さ ). l【3/6】. いろいろな慢気を警した品、菜、昔、笑 H 同っ年年事て }: 使汁ったど活動を付りせなら、そらのよ ; の徴にかせる ¥ 1"T): ・な植物がの特様子を調をべ、成長の様子は季節に違いあること理解させる。 : 【 2/6】. やせる。. HIO. シダ植物を扱った教科書数. 6年) 【5/6】 -生物が変化してきた様子に興味をもっ o (. -すべての生物は環境に応じて、適が応し調節して生きているが、それにはある限度ある。 (4-9年) 【3/3】. 生物が変化してきた様子. 【シダ植物が記載されている教科書数/調査した教科書数]. かわるをを観ったして四季の : -身か近な括動生自然行様夫察したり、季節や地付域変で〈化のきき生や行 . る活事季よ自科節う分に )l によって活の子しが変りわることに気り j たちの生活を工たり楽しくしたにする。 ; 【 6/9】. 内夏夏容の取扱年生の双子葉植扱物うのみを扱年い生一うこと (3年): 生一植物のみをこと (41 F ) 【 0/6]. をったして季、四のかるな話生自 -身か近わ然を観察したり、節や地変付域で ( 化のきき生行や、る活事季よ自科節分 k うによって活動の行様夫子しが変りわ楽ること季に気たちの生活を工たりしくしたりにする. 【2/9]. H1 -身や近体なの植つ物くを探したり育てたりして、成長う ( 3 にの年す過 ): 程りを調べることができるよる ( 31 F 1 : 【0/6]. S 5 2. 【7/7]. ・子草に植 . 木成よ物のる長の育ふに成ちえは長方方水はやをと暖理養臼か解分当さたがさやせ必り寒や要るさ暖固でとかあ関さる係ととがのとあ関をる係 ( 2 やこ年種と }1 ;. S 3 3 -野山の自然の有様を観察する.. ( 1年) -四季おりおりの野山のありさまを観察する. ( 2年) -季節による生物の種類や様子の変化を調べ ( 3 る年。 ). をち、植自に親成む ¥ l"TI: -動物や物が長したり、暮し方が変わ : することに興味をもっ。わ ( 2 る年こ): 季カt節によって、生物の成長や暮し方が変 ( 3 る年生): とわかるあ -季が見節や地域たによ状って態、そ変れぞれのす特徴の ( 4 が年わ ): か物られり、がわったりることる . 【 6/6】. S 2 7 -も自然界に起然るおしりおりの特徴のある現象にっ(1興た年味り)・. 、. . . . . ー υ. 季節の植物を調べる. S 2 2 -植物にはい種ろいろ植な種物特類ががある. -いろいろな類のある. 項目. 森林のっくり. ;シダ植物を扱 1 った教科書数. 自. ※. (1/6). 6). ( 6 植を年物理)l -植互物が影繁茂響て与ないるとこ成ろ子を調べ、とはいにをしえがら長の様てしいるこ解させる。【3 /(46/ 】. 6). -植速物すのからだのっくりやは解たらきと、これらに ( 6年) 【4/(56/ 1 関る植物相互の関係を理させる。. 7 ). ( 6 の年保 ) -森林の生物持について相互関係を調べ、森林 /(37/ 】護に関心をつ。・【7. -動適物応や植解物の生命自を保つはたらきや環知境に対す E るを理し、然の微妙な調和をる. 6年)【 1/6】. T a b l e 2 小学校学習指導要領におけるシダ植物に関連した目標・内容の変遷と教科書におけるシダ植物の扱い.

(19) 要領からの扱いがなくなったため、教科書でも扱われていなかった。「森林のっくり J は、森林の生育してる環境とその様子についてであり、木本や森林の下草としての特徴が扱われていた。この項目は、昭和 27年の試案から昭和 52年まで扱われていた。また、活動としても、昭和 27年の試案にはなかったものの、昭和 33年では 7 社中 3社、昭和 43年では 6社中 5社、昭和 52年では 6社中 4社と、半数以上の教科書で林の中の植物の観察が扱われていた。この項目におけるシダ植物の扱いは森林の下草としての扱いであり、目の当たりにくい場所で生育する植物という特性が扱われていた。これらは主に活動で扱われ、昭和 33 年では 7社中 7社、昭和 43年では 6社中 4社、昭和 53年では 6社中 3社と、半数以上の教科書がシダ植物を扱っていた。また、扱われたシダ植物も、ワラビ・ノキシノブ・ウラジロなど、十数種類にのぼった。平成元年において、 1社が葉のデンプンを調べる課題研究. 0年では扱っている教科書は見られなかった。でシダ植物を扱っていたが、平成 1 以上の小学校理科学習指導要領と教科書におけるシダ植物の扱いについて、次の変遷とその要因が考察される。 ①観察場所;の変化都市化に伴って、野外観察の機会が減少した。観察場所が野外から学校内となるに従ってシダ植物が扱われる頻度が減ったものと考えられる。 ②進化概念の削除小学校理科における進化概念の削除(昭和 33 年)に伴って、シダ植物の系統的扱いがなくなった。 ③生態的概念の削除平成元年の学習指導要領の改訂以降、「森林のっくり」という生態的概念の削除によって、シダ植物が扱われなくなった。また、この時期以降は学習指導要領で種子植物を中心に扱うこととされた影響で、シダ植物は小学校の理科教科書から完全に消失した。 ( 2 )小学校生活科における取扱い. 平成元年から小学校の 1 ・2年で行われるようになった生活科では、平成元年では 9社中 2社、平成 10年では 9社中 6社がシダ植物を扱っていた (Table2)。これらの内容は、シダ植物について具体的な記載はなかったものの、平成元年では春の植物としてのツクシが写真でのみ扱われていた。しかし、平成 1 0年では、スギナの継ぎ目あでや、ツクシを食べるといった生活に関連した内容も加えられ、扱う教科書も増加していた。これらは、以前の理科「季節の植物を調べる j における教材の扱いが影響しているものと考えられ、さらに生活の視点が加えられたものと考えられる。 ( 3 )中学校における取扱いの変遷. 中学校の学習指導要領は、昭和 22年では「指導内容」、昭和 26年では「目標 J、昭和 33 年は「内容 J と「指導上の留意事項」、昭和 44年以降は f内容」と「内容の取扱い J が示. -1 6-.

(20) された。シダ植物に関連する内容および取扱いには、昭和 33年の「胞子でふえる植物」、昭和 44、 52年の「生物の種類とその生活」、平成元年の「花の咲かない植物」があった。平成元年では「シダ植物、コケ植物など、代表的な仲間 2""3を取り上げ、その外形と胞子の観察を行うこととし、個々の植物の生活史などについては深入りしない J とされた。これらの項目以外で教科書に「シダ植物」が記載されていたものには、「身のまわりの植物J r 分類 J r 系統・進化 J r 生殖 J r 分布」の項目があった。以上の項目に関してシダ植物を取り扱っていた教科書の種類と内容の系統は Table3のようになった。分類 J r 系統・進化 J r 生殖 J においてシダ植物昭和 22 年では、「身のまわりの植物 J r が扱われていた。「身のまわりの植物」では、身のまわりの日の当たらない環境下に生育する植物の代表として、シダ植物が扱われていた。「分類」では、分類した植物の形態的特徴を取り上げていたため、シダ植物の前葉体を含めた生活史や無性生殖がこの項目で扱われていた。「系統・進化 J では、地球の変化の一部として、植物進化の変遷の過程である古生代の木生シダが扱われていた。「生殖」では、無性生殖の胞子生殖とスギナの地下茎が扱われていた。昭和 26 年芳、は、「身のまわりの植物 J r 分類 J r 系統・進化 J r 生殖」においてシダ植物が扱われていた。「身のまわりの植物」では、身のまわりの植物としてのシダ植物を紹介し、形態的特徴や「生殖 J である無性生殖の胞子生殖と有性生殖が扱われていた。「分類 J では、植物の分類表や分類法を取り上げていた。「系統・進化」では、地球の変化の一部として、植物進化の変遷の過程である古生代の木生シダが扱われていた。昭和 33 年では、「身のまわりの植物 J r 分類 J r 系統・進化 J r 生殖 J r 分布」においてシダ植物が扱われていた。「身のまわりの植物」は、「分類」と同時に扱われるようになったため、身のまわりの植物を分類し、それぞれの形態的特徴や殖え方を扱っていた。「系統・進化」も「分類 j と同時に扱われ、植物進化の変遷の過程である古生代の木生シダの他に、系統的な分類表が取り上げられた。「生殖」は、無性生殖の胞子生殖のみが扱われていた。「分布」では、日本の水平分布で森林部にワラビが生育することが扱われていた。分類 J r 系統・進化」においてシダ植物が扱わ昭和 44年では、「身のまわりの植物 J r れていた。「身のまわりの植物」と「分類」は同時に扱われ、身のまわりの植物を分類し、それぞれの形態的特徴や殖え方を扱っていた。「系統・進化 j も「分類」と同時に扱われ、植物進化の変選の過程である古生代の木生シダの他に、系統的な分類表が取り上げられた。分類 J r 系統・進化」においてシダ植物が扱わ昭和 52 年では、「身のまわりの植物 J r 分類 J r 系統・進化」はすべて同じ 1つの項目で扱われ、れていた。「身のまわりの植物 J r 身のまわりの植物の分類、それぞれの形態的特徴や殖え方、生育場所による進化の過程がまとめられていた。平成元年では、「身のまわりの植物 J r 分類 J r 系統・進化 J においてシダ植物が扱われていた。「身のまわりの植物」と「分類」は同時に扱われ、身のまわりの植物を分類し、それぞれの形態的特徴や殖え方を扱っていた。しかし、学習指導要領の生活環を扱わないという内容を受け、指導書では前葉体を扱わないとされていたため、胞子体と胞子の扱いのみになっていた。「系統・進化 J では、生育場所による進化の過程が扱われていた。平成 10年では、学習指導要領の内容を受け、シダ植物を扱う教科書は 5社中 1社であり、その扱いも「シダ植物 J という語句さえも扱っておらず、種子をつけない植物の代表. -1 7・.

(21) 炉ーー. 。。. P. 草や木はどのようにして生きているかーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーー -ーーー画面白血ー . ーーーーーーーーーー ' ーー -ー甲町司ーーーーーーーーーーーーー・ーーーー種族と個体を永く続かせることは、どの生物にも見られるこつの大切な機能である. スギナの地下茎【1/3】胞子生殖【2/3】. 地下はどのようになっているか.また、生物はどこで、どのように生育するかそとからどのような資源が得られるか司・ーーーー骨ーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーー司自骨咽曹・ーーーーーー・・ーーーー司降骨骨骨晶画ーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーー，ーーーーーーーーーーーーーーーーーーーー・・ーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーー -- ーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーー野山にはどんな生物が見られるか生物はどのように分類することがで地表のすがたはどのように移り変わって野山にはどんな生物が見られるか形態・殖え方など【7/10】きるかきたか胞子生殖【4/10】胞子でふえる植物【8/10] 進化(古生代の木生シダ) 受精【4/10】【 1 0/10]. 生物はどこで、どのように生育するか. 草や木はどのようにして生きているか地下の資源をどのように利用しているかーー・・ーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーー . . . . .. . 圃ーーーーーー・ーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーー ' ーーーー . すべての生物は環境に応じて、適応生物の大きさ・構造、生活のありさ今の陸と海ができるまでには長い時がたし調節して生きているが、それにはまにはいろいろある. っている. 花の咲かない植物進化{古生代の木生シダ) ある限度がある. 身のまわりの植物形態・殖え方など【3/3] 【2/3] 【3/3]. Y 〆ζ. 【シダ植物が記載されている教科書数/調査した教科書数]. 戸. 植物の生活と種類，ーーーーーー . ・・・ーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーー甲車甲田圃ーー -ーーーーーー植物の仲間【1/5】. HIO. シダ' I i l f O J I t t I ， [. 生物の細胞と生殖ーーーーーーーーー ' ー -ー -ーーーーーーーーーーーーーーーーーーーー生物の殖え方. 植物の生活と種類生物のつながりーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーー曙 . . . . . .. . ー車問 ' ー・・ーーー・・ーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーー・・ーー喧申白ーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーー植物の仲間生物界のつながり生物の殖え方と遺伝形態・殖え方など(前菜体は扱わない) 【5/5】系統進化【5/5】シダM微 I t t I ， [. Hl. Y. ぷ三:. 三y 〆三. 戸. 生物の種類と生活生物の体のしくみ生物どうしのつながりー・・ーー・ーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーー，聞ーーー噛ーーーー白骨ーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーー ' ・ .甲車・・・・ーー圃ーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーー・ . _ 曲ーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーー植物の種類とっくり形態・殖え方などシダ厳重舎はt I [ ，シダ'Iíl~歩IttI， [ 【5/5】. 8 5 2. p. 生物の種類と生活生物と環境ーーーーー・ーー・・ーー・・・骨骨・・・ーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーー自画ー岨ーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーー司ーーーーー岨由ーーーーーーーーーーーーーーーーーーー -ーーー・・ー岨ー・・ーーーーーーーーー生物の種類とその生活生物の種類とその系統生物と細胞【5/5] 分類形態・殖え方など【4/5】 [5/5] 系統(古生代の木生シダ) シダ' I i l f O J I t t I ， [ シダ厳重& l t t I ， [. 8 4 4. をもっているが、すべてそのからだは細胞からできて事実とその説明および生物の系統と自然分類について指導しくみとその利用について指導する. 応し、また、相互につながりをもっていることについて指導する. する. 生きていることについて指導する. ー・・ーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーー曹司 ' 曹司・申ー自由ーーー・ーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーー " ー，ーーーーー圃ーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーー _ . ーー・・ーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーー胞子でふえる植物生物の進化無性生殖生物どうしのつながり分類形態・殖え方など(前菜体は扱わない) [1/7] 【6/7] 【7 / 胞子生殖【4/7】日本の水平分布 7] 系統【5/7] 進化(古生代の木生シダ) 【6/7]. 8 3 3 生物にはいろいろ種類があり、それぞれ形態上の特徴化石や地質構造からわかった地質時代の変遣、生物進化の生物のいろいろなふえ方および遺伝の生物は、環境の影響を受け、環境に適. 8 2 6. 8 2 2. T a b l e 3 中学校の教科書におけるシダ植物の扱われた内容・項目の変遷と教科書におけるシダ植物の扱い.

(22) 例としてツクシを扱っていただけであった。各項目ごとに分析してみると、中学校の理科の教科書においては、昭和 2 2年以降、「身のまわりの植物」と「分類」の項目において、すべての教科書でシダ植物の形態的特徴や殖え方を扱い、胞子・前葉体・受精・胞子体(本体)などの図や写真などを示して生活史を扱っていた。平成元年の教科書においては、学習指導要領の指導書の「シダ植物、コケ植物など、代表的な仲間 2--3を取り上げ、その外形と胞子の観察を行うこととし、個々の植物の生活史などについては深入りしない J という内容を受け、前葉体や生活史は扱われなくなった。. 3年ま「系統・進化」も、ほぼすべての教科書で扱われていたが、その内容は、昭和 3 では地学分野で古代生物の木生シダを、それ以降は形態的特徴から進化の過程を扱っていた。. 4年以降、シダ植「生殖」においても、ほぼすべての教科書で扱われていたが、昭和 4 物は代表例としても扱われなくなった。その他の内容でシダ植物が扱われ. T a b l e 4 中学校の教科書で扱われた. 3年の水平分布のみでたのは、昭和 3. 【1/3] S 2 2 -胞子の観察【1/10】 S 2 6 -校庭の植物の観察 -植物のからだのっくり (3/10】 (3/10】 -胞子の観察 (2/10】 -胞子の培養 S 3 3 -植物のからだのっくり【4/7】 -胞子の観察【7/7】 S 4 4 -植物のからだのっくり【5/5】 -胞子の観察【5/5】 -胞子の培養【2/5】 (1/5】 -前葉体の観察 S 5 2 -植物のからだのっくり【5/5】 -胞子の観察【5/5】 Hl -植物のからだのっくり (5/5] -胞子の観察【5/5】【0/5】 O -シダ植物はなし Hl Sは昭和、 H は平成【シダを扱った教科書数/調査した教科書数】. あった。一方、これらの項目で扱われていた観察・実験は、胞子の観察を含む胞子体のからだのっくりの観察があり、シダ植物が扱われていた平成元年まで扱. 3、 5 2、平われていた。特に、昭和 3 成元年ではすべての教科書で扱われていた。この観察・実験は「身のまわりの植物」で扱われ、他の植物との形態的な特徴の違いを調べることが主な目的となっていた。他にも、扱う教科書は少なくなるものの、生活史に関する. 6、 5 2 胞子(前葉体)の培養が昭和 2 年で扱われ、生活史、特に胞子生殖に. シダ植物に関する観察・実験. 関する観察・実験が多く扱われていた. T a b l e 4 )。ことが分かる ( 以上の中学校理科学習指導要領と教科書におけるシダ植物の扱いと変遷については、戦後から昭和 5 2年までは大きな変化が見られず、ほとんどの教科書において分類および進化に関連する内容があった。しかし、平成元年における学習指導要領で「前葉体は扱わない」という禁止によって前葉体が扱われなくなり、平成 1 0年における学習指導要領の取扱いにおける「種子をつくらない植物については，その存在を指摘する程度にとどめることJ を受けて、中学校理科教科書から消失した。. -1 9・.

(23) ( 4 )高等学校における取扱いの変遷. 高等学校の学習指導要領は、昭和 22年では教材一覧、 26年では単元・学習の範囲・順序、 31、 35 年は内容、それ以降は内容と内容の取扱いが記載されたが、一貫して「シダ植物」という言葉は記載されていなかった。そこで、教科書で「シダ植物」が記載されていた項目を調査し、それに対応する学習指導要領の項目で分類した。. 1年までは「構教科書で「シダ植物」が扱われていた学習指導要領の項目には、平成 1 分布 J r 生殖 J r 進化 J r 分類・系統」の 5項目があり、シダ植物を扱っていた教科造J r 書の種類と内容の系統は Table5のようになった。生殖 J r 進化 J r 分類・系統」においてシダ植物が扱われてい昭和 23 年では、「分布 J r た。「分布」は、世界の気候分布、日本の垂直分布・植物群落の代表的な植物として、木生シダ・ワラビ・アカウキクサが紹介されていた。「生殖」は、無性生殖で胞子生殖とスギナの根茎が、有性生殖でシダ植物も精子を形成することが紹介されていた。「進化Jは、植物進化の変遺の過程である古生代の木生シダが扱われていた。「分類・系統」は、系統樹を基に分類された植物の代表種が図鑑のように、形態を中心に説明されていた。ここでは、ほとんどの教科書がイヌワラビを代表種として扱っていた。昭和 26年では、「分布 J r 生殖 J r 進化 J r 分類・系統 J に加えて、「構造」でもシダ植物が扱われていた。「構造 J においては、シダ植物が陰生植物であり、日の当たらない場所で生育していることを紹介していた。「分布」では、世界と日本の植物分布で、熱帯地区の代表的な植物として木生シダが紹介されていた。「生殖」では、無性生殖で胞子生殖とスギナの根茎が、有性生殖でシダ植物も精子を形成し、受精することまで紹介されていた。また、シダ植物を例とした世代交番が扱われるようになった。「進化」では、植物進化の変遷の過程である古生代の木生シダが扱われていた。「分類・系統 J では、系統的に生物を分類するための特徴が形態学的に扱われていた。そのため、ヒカゲノカズラ類・トクサ類・シダ類の区別もされていた。昭和 3 1 年では、「分布 J r 生殖 J r 進化 J r 分類・系統」においてシダ植物が扱われていた。「分布 J では、熱帯地区の代表的な植物として、木生シダが世界と日本の植物分布で紹介されていた。「生殖 J では、無性生殖で胞子生殖とスギナの根茎が、有性生殖でシダ植物も精子を形成して受精すること、世代交代が扱われていた。「進化 J では、植物進化の変遷の過程である古生代の木生シダが扱われていた。「分類・系統」では、系統的に生物を分類するための特徴が形態学的に扱われていた。昭和 35 年では、「構造 J r 分布J r 生殖 J r 進化 J r 分類・系統 J においてシダ植物が扱われていた。「構造」では、維管束構造としての仮道管が扱われていた。「分布」では、熱帯地区の代表的な植物として、木生シダが日本の植物分布で紹介されていた。また、森林の階層構造の草本層に陰生植物であるシダ植物が生育していることが扱われるようになった。「生殖」では、無性生殖では胞子生殖だけが、有性生殖ではシダ植物も精子を形成して受精すること、世代交代が扱われていた。「進化 J では、系統進化が表にまとめられて扱われていた。「分類・系統」では、系統的に生物を分類するための特徴が形態学的に援われていた。分布 J r 生殖 J r 進化 J r 分類・系統 J においてシダ植物が扱昭和 45 年では、「構造 J r. -2 0-.

(24) 炉・a. N. シダ'II1l7Jliå~. -・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ーーーー................_--司』. 傷能. HI ¥. HI. S S 3. S 4 S. S 3 S. S 3 1. 【1/21. 物のアカウキクサ)【 1/2】. のワラビ). 生物の集団. 【. 1 0 1. 】 0 鵠吟7 銀 3 鳴総主計書区百叫主主生5 川1 主し【【4 弘 4/ 、1 るか. j j j ; !. 進化. 1 1 0 0 1 】 1 1. M E { れ10 / / b. 詰代物交の番受精(シ下ダの精子形成). 無性差車砥儲地品茎にして. 【2/21. 生な統物一の体と類内似や . とがい見ろいられろなる種か類の聞にはどのよう. 生物の種矧と分布. [1/2】. 地球上にはどんな生物がすんでいるか. 植物の種額(系統). 種族の維持. 現存種と古化生石と代のの木聞生にシはダどんな[関 8/ 係が 1 0 見 1られるか. 植物の分類(系統). 【9/101. 植物はどのように分類されるか. F. ------------------------------------ー・・・ーー・・------- ー・・--------ー・ー・・・・--・・・・・ー・・・ー・・・・・・ーーーー・・. -. 生物の種族はどのように保たれているか. 無性生殖胞シ根子ダ生の茎殖精生受殖細精胞 ( 子). 古生代の木生シダ. 生録. 日 ( 本亜熱の植帯物植分物布区の木生シダ) 【4/41. 世界の植物分環 I境 ( 旧へ熱の帯対の応木生【1 シ / ダ3 )】. 生殖. た. 2 f 2 F a 見官とそ町 ? ? J i 1 f j i 生物の進化. 生物の系統と分類. 生生物物 ( 進古の化種生の代類証のと生木分拠物生類ののシ種ダし類 ) かとた進化【【 4 3 / / 4 4 1 1. 金書害. I. 個 ( 仮体道の管な ) りたち. 【2/121 世界の値物分. 生態. ! tI J JU. 分布. 勢E E E E 語告〈木 F 惣E 生シ E 2 タ 2 f 〉民植物間 [1/121. 1 2 3 1 1 1 無性管. 生命の連続性. ! tI J J1. 12/121. 8/121 マ【代. A 2 1 車. 生物の進化. ! tI J JU. 古生代の木進生化シのダ論拠[4/121. ~ ~ ...-・ー~... 間宅つ /1¥1 陰葉 /1¥1. 細胞維と管組 ( 束仮【織 1 構道 / の造官形 1 ) 1 成 1. ~-. シダïliU者liå~. シダÏ!i1l7Jliå~. --.-・ーー・・ーーー---. 生物群集と生態系. 細胞. -・・ーーー・ーーーーーーーーーー--・ーーーー・ー・ー~... ! t I J J U 生物の集団. 森林の階層構のE 、植主物物 ( の分草集本布団厨【【に 1/ シダ /1 1 2 2 ) 1 世界と日本 4. 生命の連続性. 【2/121. [1/1 ¥1. i i f i j. 進化. 1 ' lf l. 1. 植生命物のの変分遷類 ( ( 古系生統代生 ) 命の木の起生源シダ). i34;j. 生命の連続性. 無性生殖 ( ( ( 胞栄世生子養代殖生生交と殖殖代発 ) } ) 生【【 [3 1 1 / / / 3 3 5 5 1 】 1 生活環 28/3S. 生物の進化と系統. ! tI J JU. 植組物物のの進系化統 (古生生代物のと木進生化シダ). i31535 18/35. ~. _.-ー--. ~.. 生生活物環の分[類 8と / 系 8 統】. .__._~.. 生物の分類と進化. ! t I 7 JU. ilIPj 12/12. ...-・・... .......-- ----_.. t 【栄発 2養生 /生 8 嫡 1) 無性生生殖殖と. ~.... 生命の連続性. 盆I J J I. 胞生子活生環殖・核相交代. 生殖と発生. 1 ' l f l 品，吉会 B・! t I J J U. 【7/81. ~. 生生生物物物ののの分系系統類統と分【【 8類 / / 8 8 1 1. 値物の進. 【8/8】. 植物の進化化生 ( ( 物古生古の物生生移代代のり進のの変化木木わ生生 { りシシ I I ) ダ ( B ) ) ) 【8/8】. 生生生物物物生ののの物かけ分ナと類類類環と境系【【統 ( 8 8 B / / ( } E 8 8 } 1. -_._---・・・ー--・・・・.-------ーー・・・・・・・・ーーー------------ ー---------・ーーーーーーーーー・・・・・・・・・・・・・・・・・・.-.-. 生命と地球の移り変わり ( B )・生物の分類と進化 ( I I ). 植物の変遷生(系物統の的進 l 化. ー.....・・・ー・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ー・・・・ーー・ -ー・・・・・・・・・・・・・・.・・ーーーーー-ーー・ー・--------------- ー・・ー・・ーーーーー・・・ーーーー-------_._-ーーーーー・・・・・・・・・ーー・・・・・ー・・ーーー・・・._.--_.........._.......- --_.---. 生物と環境. ! tI J J1B. 2 1. 無有世性性代生生交殖殖代 ((胞卵子と精子の形成) 生管. ーーーーーーー--------・----------_._-・・・ーー・--------- ー・・・・ーーーーーーーー・・・・・・・・・ーーーーーーーー・・・・・・・，ーーーーー・・・・・・ーーーーーー・・・・・・・・ーーーーー---_.._----・・・・・・・・・・・・・・. . . . . . . . . . . . . . . _ . . . . _ . _ 酬悦 ! 場噛灘綿 E額P 集図の成削旬立巧? 〉 4/u. I. 生物. ..-...........・・・・・・・・・・ーーー・・・・・・ー・-------------. 陰生植物. 維細胞管束の構摺殖造代 ( ( 染仮謝細色道 ( 体胞管同 ) 化数 ) )[ [ 2 1/ /1 1 2 2 1 1. -_.-ー・・・・・ーーーー・ーーーーーーーーーー・・・ーーーーーーーーー・・・・ーーー_.. 生物体の構造と機能. -・・・・・・・・・・・・ーー・ー・・-- ーーーーー・・・ーーーーーーーーー.._.._..-. 生物の集団. 日本 ( 亜の熱生帯態多系雨の林分生の布物木の生集シ団ダ) 【1/71. 生物. 生物とエネルギー. 生物体の形成. 2/81. 維管来構造細(胞仮道の[構管) / 成. -.-....------・・ーーーーーー. 続物の分植類物(の系系統統)と分【類 12/121. ー・・・・・・ー・・・・・・・・・・・・・・・・ーー・ー・.-----------------ー -・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・------------ -ーーーーーーーーーー・・・・・ーーーーーーーー・・・・・・ーーーーー----・----- --.----・・・ーーーー・・・ー--------・・・ーーーー---・・・・・・・ー---------・・・ー----. 物質交代とエネルギー交代. 維管束構造. -・・・・・・・・・・・・・ー・ーーーー・・・・・・ーーーー------------------ -・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ーーー・ーーーーー・ーーー・ーー・・ーーー・・・ーーー・・・・・・-----------ーーーーーーー・・・・・・ーーーーーーーーーーーーーー・・・・・・・・・・・・ーーーーーーー・・・・・・・・・・ーーーー・・・・・・・・ーーー -・・・・・ーーーーーーーー・・・・・・・ーーーーーーーーーーーー・--------. 生物体の構成. シダÏfítl7Jliå~. "・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ーーー. -・ー・・・・・・・・ーー・ーーーーーーーーーーー・ーーーーーーーー・ーーーーーー・ーー・・ -・・・・・ー・ーー--・・・・ーーー・・ー，・ー-------------------- ー・-----------------------------------------------------------------------------・・・----.--・ー--. 継物の構造と機能. 緑色植物シはダどはの陰よ生う航に物して養【分 1/ をつ 1 0〈 1り出すか. -・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ーー・・・・・・・・・・・ー・・・自国自由. ーーー・--.-.--・・・・ー・ー・ー・・ー.----------------------. 地球上にはどんな生物がすんでいるか. 植 I 群事. 山. 生殖. -ーー---ーーー・・-----ーー・ーー・ー・-----ーーー・---ーーー・・---- ----・・・・ーー・・・・ーーーー・・-------ーーー・・----ー・--・・・------- ー・・・ーーーーーーーー・----------_.........._----_... 旧の生シダ) 【1/21 位号の霊分1 衛植の草分. ( / J. m11 : Q !m とf Hli'IIこれけるシグ制物の紋い. 生物の種期と分布. 1 i i. ，n， ηγI~γ1'1 /1 1 内政官l に ~I けるシグ Ml句に閃辿した I'H'/ •. S 2 6 緑にた色植いせ物はつな.わはれたわられきがを生してきていいるかくのにどんな. S 2 3. '1''' It~.

(25) われていた。「構造」では、維管束構造としての仮道管が扱われていた。「分布 J では、熱帯地区の代表的な植物として、木生シダが日本の植物分布で紹介されていた。「生殖」では、無性生殖で胞子生殖だけが、有性生殖でシダ植物が卵と精子を形成することと世代交代が扱われていた。「進化」では、系統進化が表にまとめられて扱われていた。「分類・系統」では、分類の特徴が簡素になり、分類方法も形態的なものから進化的なものになった。昭和 5 3 年では、「構造 J r 分布 J r 生殖 J r 進化 J r 分類・系統」においてシダ植物が扱われていた。「構造」では、維管束構造としての仮道管、シダ植物は日の当たらない場所で生育できる陰葉であることの他に、葉緑素としてクロロフィル aと bを持つことが扱われた。「分布」では、熱帯地区の代表的な植物として、木生シダが世界と日本の植物分布で紹介されていたこと、森林の階層構造の草本層にシダ植物が生育していることが扱われていた。「生殖 J では、無性生殖の胞子生殖と生活環が扱われていた。「進化」では、植物進化の変遷の過程である古生代の木生シダが扱われ、「分類・系統」では、系統樹の紹介だけの扱いになり、ともに内容が簡素化されていた。分布 J r 生殖 J r 進化 J r 分類・系統」においてシダ植物が扱わ平成元年では、「構造 J r れていた。「構造」では、維管束構造としての仮道管、シダ植物は日の当たらない場所で生育できる陰葉であることの他に、ゼンマイの核相が扱われた。「分布」では、熱帯地区の代表的な植物として、木生シダが世界と日本の植物分布で紹介されていたこと、森林の階層構造の草本層にシダ植物が生育していることが扱われていた。「生殖」では、無性生殖の胞子生殖と生活環が扱われていた。「進化」では、系統進化が表にまとめられて扱われていた。「分類・系統」では、系統樹の紹介だけの扱いになり、ともに内容が簡素化されていた。また、系統的に生物を分類するための形態学的・進化学的特徴が扱われていた。平成 1 1 年では、学習指導要領の生物 Iの内容において「生活環は扱わない」とされたため、生活環は生物 Eで扱われるようになり、生物. Iでは「生殖」でシダ植物の地下茎が. 8社中 2社扱っているだけであった。そのため、シダ植物は主に「進化」と「分類」の 2. 項目でしか扱われていない。シダ植物の扱いが減少した平成 1 1年を除き、昭和 2 3年の試案以降、平成元年まで一貫生殖 J r 進化 J r 分類・系統」の 4項目してシダ植物が扱われていた項目には、「分布 J r があった。「分布Jは、昭和 23 年から世界と日本の植物分布を、昭和 35年からは森林の階層構造を扱っていたが、これらを扱う教科書は、一部を除いてどの年代でも半分以下だった。「生殖」は、昭和 23年から無性生殖・有性生殖を、昭和 26年から生活環(世代交代) を扱っていた。無性生殖は、胞子生殖が半数以上の教科書で扱われていたが、それ以外の生殖はスギナの地下茎が数回扱われるのみだった。有性生殖は、昭和 26年までは精子形 1、3 5、45年は受精、昭和 5 3年以降は生活環が中心に扱われていた。特に、胞成、昭和 3 1 年からは生物 Iにおいて子生殖と生活環はほぼすべての教科書で扱われていた。平成 1. 「生活環は扱われない J とされていたため、「生殖」において、シダ植物は無性生殖の例として一部の教科書が扱う程度になった。「進化」は、昭和 35年でこの内容を扱う教科書が半数以下になったが、内容的には大きな変化もなく、古生代のシダ植物がほとんどの教科書で扱われていた。「分類・系統」. -22-.