２００５ 神奈川県立逗子高等高校 |
SPP（サイエンス・パートナーシップ・プログラム） ２００５年５月２７日〜10月１０日
第1回分類 第2回ウニの発生 第3回メダカの遺伝 第4回培養細胞
逗子高校の生物では2002年度から毎年大学の研究者に講師を依頼して実験・実習を行う「生物学特別講義」を行っています。
このHPは「生物学特別講義・実物に触れる生物学２００５」の記録です。2005年度5月〜10月に4回、計9日間実施したものです。
高校の生物の教科書には様々な生物が登場します。細胞やＤＮＡについても学びます。しかし、それらの実物に触れる機会はあまりありません。
普段触れることの少ない「磯の動物」と「培養細胞」の観察と実験、「ウニ」の発生の観察と分裂装置の観察、「メダカ」を使ったメンデルの法則の実証実験を実施しました。
特別講義は次のようなねらいを持って行いました。
動物の系統分類と細胞から組織、器官、個体が作られる仕組み、それらの基礎となっている遺伝と遺伝子について、実物に触れるとともに、発展的に学習すること。
一線の研究者の指導を受け、最先端の研究に触れることで、生物学に対する知的探求心を高める機会とすること。
本年度の生物学特別講義は引き続き「サイエンス・パートナーシップ・プログラム（SPP）・研究者招へい講座」として実施することができたため、内容を充実させることができました。
第1回 磯の動物の観察と採集 動物のボディプランとDNA
第2回 ウニの発生の観察と蛍光顕微鏡による分裂装置の観察
第3回 メダカを使った交配実験・
表現型とDNA解析による遺伝子型の決定によるメンデルの法則の実証実験
順次各回の詳細な報告をのせたいと思います。
日時： ５月２７日 ９：００〜１７：００
場所： 東京大学大学院 理学系研究科 附属臨海実験所（三崎臨海実験所）
講師： 東京大学臨海実験所 吉田 学 先生 佐藤 寅夫先生 東郷 建 先生
内容： 現在生きている動物の基本的な全てのタイプ（ボディプラン）は約６億年前の海の中で進化しました。これが現在門と呼ばれる最も大きな分類群です。磯ではほとんど全ての門に属する動物を観察することが出来ます。
生物学の勉強はまずこの海の動物の観察から始めるべきです。
大潮の日の干潮時に磯の動物の観察と採集の実習を行いました、採集した動物は実験室に持ち帰り、佐藤先生の指導の元、各班で門レベルの分類を行い、その後さらに詳細な分類を行い、動物系統分類学の講義を受け、班毎に分担をしてスケッチをしました。後日逗子高校でスケッチをまとめて班毎にポスターにまとめました。
日時： ７月２７日11時〜17時 ・２８日１０時〜１６時
場所： 東京大学大学院 理学系研究科 附属臨海実験所（三崎臨海実験所）
講師： 東京大学臨海実験所 赤坂 甲治 先生 吉田 学 先生 東郷 建 先生
内容： １日目：ウニ（タコノマクラ）の人工受精を行い初期発生の観察を行う。ホルモン剤の注射により採卵、採精を行い受精の瞬間を観察する。卵割の様子も観察をする。３２細胞期まで発生が進んだところで胚を固定する。チューブリンと呼ばれる分裂装置を作っているタンパク質を抗原として認識する抗体を利用して、チューブリンを蛍光色素で染色をする。抗原抗体反応の原理に関する講義も行う。
２日目：前日に処理をした分裂装置の蛍光顕微鏡による観察を行う。平行して前日から継続しているウニの発生の観察を行う。うまくいけば原腸胚期まで発生が進んでいるので原腸陥入などの形態形成に関する講義も行う。
日時： ７月２９日（金）９：００〜１３：００ ８月１日（月）・２日（火）１３：００〜１７：００
場所： 県立逗子高等学校 生物実験室
講師： 東京大学大学院 理学系研究科 講師 成瀬 清先生、技術官 島田 敦子先生
内容： １日目：メダカの人工受精の方法や雌雄の見分け方などメダカに関する講義を受け、体色に関する劣勢突然変異体のメダカ（赤メダカ）と野生型メダカ（黒メダカ）の人工受精を行いました。あらかじめ準備したF1どうしの人工受精も行いました。
２日目： １日目に人工受精させた胚を顕微鏡で観察し、Ｆ１個体がすべて野生型になること確かめ、優性の法則が成立することを確認できました。Ｆ２については二組の対立形質について調べ、その表現型が 黒：黒ブチ：赤：赤ブチ＝９：３：３：１に分離することを確かめ、分離の法則、独立の法則を確認できました。
さらに、遺伝子型を調べるために、Ｆ２個体からＤＮＡの抽出をおこない、遺伝子の増幅（ＰＣＲ）を行いました。
３日目： ２日目PCRを行ったDNAの電気泳動を行い、解析をしました。体色遺伝子座と連鎖しているＤＮＡマーカーを調べました。体色遺伝子と、体色遺伝子の近くにに存在するＤＮＡマーカーとの間には組み換えは起こらないことを確認し（表現型と遺伝子型が矛盾しない）遺伝子型を推定しました。体色遺伝しから離れたＤＮＡマーカーでは一部遺伝子型と表現型が矛盾し、異なる遺伝子型が推定される（体色遺伝子座との間で組み換えがおこる）ことを確認しました。実際には体色遺伝の近くのＤＮＡマーカーの結果がはっきりしなかったので正確に遺伝子型を推定することは出来ませんでした。
日時： １０月６日（木）・７日（金） １３：００〜１７：００
場所： 県立逗子高等学校 生物実験室
講師： 東京海洋大学 海洋科学部 羽曽部 正豪 先生
内容： １日目：魚類の培養細胞を観察し、さらに蛍光顕微鏡を用いてミトコンドリアや細胞骨格などの細胞器官の観察を行う。蛍光顕微鏡の原理や観察方法に関する講義も受ける。これらの観察方法はミトコンドリアに特異的な酵素や特定のタンパク質（アクチン）を染色している。細胞の機能は様々な細胞器官によって担われていることを学ぶ。
２日目：魚類の培養細胞をシャーレの底にコラーゲンを塗布しその上に接着伸展させ細胞の単層シートを作る実験を行なう。これは昨年の行った培養細胞による文字書き実験を発展させたものである。条件を様々に変えて実験を行う。この実験と前日の細胞骨格などの観察を通して、細胞が組織を作るメカニズムについて学ぶ。また、細胞の培養方法や観察方法等についても学習する。
SPP（サイエンス・パートナーシップ・プログラム）について
生物学特別講義は文部科学省のサイエンス・パートナーシップ・プログラム（SPP）として認められました。
SPPとは大学等の研究者を学校に招いて実験実習を中心とした授業を行う場合、企画内容が認められれば、講師料や機材を購入する予算の援助が受けられる制度です。
この制度を利用することで、高校では困難な高度な技術や機材を必要とする実験が可能になります。
第1回分類 第2回ウニの発生 第3回メダカの遺伝 第4回培養細胞
神奈川県立磯子高等学校
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理科 野村 浩一郎