非密封放射性同位元素を用いた高等学校・中学校生徒実験の教材化

2011 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 22500822
• Research Institution: Toho University
• Principal Investigator: 佐藤 浩之 東邦大学, 理学部, 准教授 (80187228)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 藤崎 真吾 東邦大学, 理学部, 准教授 (70190022)
• Keywords: 教材開発 / 放射線 / β線測定 / ハーシー・チェイスの実験 / 簡易測定器 / 非密封放射性同位元素

Research Abstract

放射線障害防止法が改正され、中学校や高等学校において相当な数量の放射性同位元素を使用して生徒実験ができるようになった.本研究の目的は、放射性同位元素を用いた生徒実験について、科学教育的効果、意義、簡便性、汎用性、安全性、確実性などに優れた教材を複数開発し、それを実際に学校で実施して多角的に評価・改良して、多くの教育現場でも実施できるよう法規制の解説や実験操作のマニュアル化を行って普及させることである.
23年度は、シャルガフの法則を^<33>Pヌクレオチドを用いて証明する実験を教材として作製した。これはAT rich、GC richなDNAを用いてDNA合成させ、標識塩基の取込み効率を測定する教材である。また、原発事故を受けて、土壌から放射性^<137>Csを単離して放射能を測定する教材を開発した。
また、前年度にはハーシーらの論文に記載された実験の中から第一にDNA分解酵素への感受性を指標にファージDNAの挙動を追跡する実験、および、第二にDNA標識ファージとタンパク質標識ファージと大腸菌を用いた吸着離脱実験を高等学校生徒実験で行う手順の骨子を作成した。すなわち、DNA挙動追跡実験では^<32>P標識ファージの調製、熱処理、酵素処理をすべて洗浄用緩衝液中で行うと簡便に原報の結果を再現できること、同緩衝液中で標識ファージを1ヶ月程度保存できることを見いだした。吸着離脱実験では^<32>Pおよび^<35>S標識ファージの調製の条件、離脱時の撹拌の簡便な手順を見いだした。これらの成果により、従来、再現性が低く生徒実験の教材にしがたいと思われたハーシーらの原著論文中の実験内容が、比較的簡単な機材のみを用いて生徒実験として実行可能であることがわかった。
上記3種類の実験教材について平成24年度に実際に高校生を対象として講座を実施し、その有効性を詳細に検討する予定である。

Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

生徒実験手順書の骨子はほぼ完成した。高等学校で入手しやすい測定器による放射線測定にこれからとりくみたい。

Strategy for Future Research Activity

^<32>P、^<33>P、^<35>Sなどを用いたトレーサ実験を高等学校でおこなう場合、入手しやすい安価な放射線測定器で軟β線や、原発由来の^<137>Cのγ線を効率よく測ることが不可欠である。市販されている簡易測定器をβ線測定用に改造して用いる。また、写真フィルムなどを用いて放射線を簡便に検出する方法を改良し、中学校などでも実施できるように改良を加える。
開発した教材をホームページで公開し、広く普及に努めて行く。