2018 Fiscal Year Research-status Report
Development of a bio-literacy teaching material for environmental education
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17K01053
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| Research Institution | Setsunan University |
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Principal Investigator |
尾山 廣 摂南大学, 理工学部, 教授 (50221700)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | 熱帯植物 / 種子 / タンパク質 / 耐熱性 / 塩基性 / 凝集沈殿 / 浄水メカニズム / バイオレメディエーション |
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| Outline of Annual Research Achievements |
平成30年度は、基礎と応用レベルの実験教材メニューのうち、浄水場の原理や土壌コロイドの特性調査に関する教材メニューを授業実践し問題点を抽出した。発展レベルの実験教材メニューについては、以下の項目を検討した。①脱脂モリンガ種子粉末の水抽出液(pH7)は、100℃、30分間の熱処理でも凝集・沈殿活性が保持された。②コンゴーレッド溶液にモリンガ種子粉末を添加すると、2時間で清澄化が見られた。食用色素の赤色102号では1時間で清澄化が見られたが、青色1号に対する凝集・沈殿活性は弱くなった。③脱脂モリンガ種子粉末の水抽出液をpH 4、6、8、10に調整すると、pH 10の溶液は白濁し、pH8の溶液も沈殿が確認された。各pHの溶液を遠心分離したところ、全ての上清画分にはカオリナイト懸濁液に対する凝集・沈殿活性が検出された。また、pH 8とpH 10の沈殿画分を緩衝液(pH 7)に溶解したものにも凝集・沈殿活性が確認された。各画分をSDS-PAGEで分析したところ、pH 4～10の上清画分、pH 8とpH 10の沈殿画分に共通する２本のタンパク質バンド(6.5 kDaと4.5 kDa)が検出された。以上の結果から、濁水浄化タンパク質は耐熱性である。コンゴーレッドと赤色102号はアゾ系色素であり、青色1号はトリフェニルメタン系色素と構造が異なることが凝集・沈殿に関係する。濁水浄化タンパク質は等電点がアルカリ性であり(塩基性タンパク質)、SDS-PAGEでの２本のバンドからヘテロ二量体である。これらの性質を基に、正電荷を持った濁水浄化タンパク質がマイナスに帯電している土壌コロイド粒子に吸着し、粒子間の凝集を促進し、沈殿が生じたことを考察できる教材メニューを作成した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
平成31年度の授業実践に向けて、教育現場を踏まえた教材メニューを目標に研究を進めてきた。今年度は、小学生と中学生を対象に、モリンガ種子の凝集・沈殿作用に焦点をあてた理科実験講座をそれぞれの地域の教育委員会との共催で実施した。教育現場へのモリンガ種子の導入は初めての試みであったが、いずれも参加者の反応は良好であった。発展レベルの教材メニューでは、モリンガ種子タンパク質の浄化機能解析についての主要な操作法が完成した。また、この研究に参加したアフリカ・マラウイの教師（留学生）からは、母国の中学・高校向けの環境教育用プログラムに適するとの評価を受けた。
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| Strategy for Future Research Activity |
小学生と中学生を対象とした授業実践の結果を踏まえて、基礎と応用レベルの実験メニューのさらなる改善と内容の充実を図る。発展レベルの実験メニューは、高校での授業実践を通じて、操作手順と授業時間配分を完成させる。人工汚濁水（カオリナイト、粘土、色素、大腸菌とそれらの混合液）を用いて、それぞれの教育レベルにおいて、上水道の原理、水質浄化の意義や重要性、タンパク質による浄化機構などが理解できるように、各段階の教材メニューの内容を精査する。
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| Causes of Carryover |
平成29年度に人工気象器を購入したが、夏季の実験室におけるエアコンの温度制御能力を考慮し、申請時の据置型から発熱量の少ない卓上型ＬＥＤ装置に変更したため、未使用金が繰越となっている。これについては、平成31年度に予定している授業実践で使用するマイクロピペット、卓上遠心機、電気泳動槽、モリンガ種子などの消耗品の購入に充てる予定である。
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Research Products
(7 results)
