2013 Fiscal Year Research-status Report
新たな簡易凍結徒手切片法を用いた動物組織を観察する実習の開発と高等学校での実践
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25350198
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Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Research Institution | Kyoto University of Education |
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Principal Investigator |
梶原 裕二 京都教育大学, 教育学部, 教授 (10281114)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | 高等学校生物 / 実習 / 組織構造 / 動物系統 / 進化 / 簡易凍結切片法 / ヒドラ / カイメン |
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| Research Abstract |
高等学校生物で、動物の組織の観察を伴う新規の実習を開発し、新課程の生物が知識に偏ることなく、「動物・生命そのものに立脚し、生徒の実感を伴う学習」とな るようにする。 新たに開発した「簡易凍結徒手切片法」を用いると、従来、煩雑さから全く実施されなか った動物組織を見る実験が実施できるようになったので、本研究では「生徒の活動を伴う、動物の特徴を総合的に理解する新規の実習」を複数開発することを目的とした。 今年度は、動物の系統や、組織の複雑化の実習・授業案を作成した。
この単元では、従来、図による教科書の内容説明が主な授業内容であったが、簡易凍結切片法を用いて様々な動物の組織構造を観察することで、実習による実感を伴った授業例を作成できた。材料として、カイメン、ヒドラ、プラナリア、ミミズ、イモリの内部構造が分かるプレパラートを作成して、演示資料とした。カイメンの組織から骨片や乱雑な細胞群、ヒドラの組織から細胞層や腸の存在、プラナリアの観察から多数の間充識細胞の存在、ミミズの組織から中胚葉に被われた真体腔の存在、イモリ幼生の組織から、神経管や太い脊索、腸や体腔の存在が観察できた。このように、細胞分化、胚葉形成、腸の分化、間充織の発達、真体腔の出現、体腔スペースの出現等、系統や進化の単元を実際の組織観察を通して実感を伴う実習例となった。
京都府立城南菱創高等学校で、以上の動物に加え、ゾウリムシ、ウニの動物例を加えて、実験台毎に別の動物を配置し、生徒が順に回って各動物を観察・スケッチするサーキット形態の実習を行った。その後、動物の系統図と特徴をまとめる実習とした。以上のように、動物界や組織の複雑化を全体として理解する内容になったと思われる。
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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
高等学校生物では、動物界の特徴を総合的に理解する実習はほとんどないが、簡易凍結徒手切片法を用いることで、各動物門の動物の存在、各動物門の動物の組織構造の特徴、系統と進化を理解する実習が新たに考案できた。
カイメンの組織から、骨片や無秩序に配列した細胞群の他、襟細胞、扁平細胞、アメーバ細胞、卵細胞といった細胞分化の様子が観察できた。ヒドラの組織から、内胚葉や外胚葉といった胚葉（細胞層）の形成、腸の形成と体外消化、多様な細胞分化、細胞層を支える中膠の存在が観察できた。また、プラナリアの観察から、表皮と腸の間の多数の間充識細胞の存在が観察できた。ミミズの組織から、中胚葉に被われた真体腔の存在、腸、血管系、2層の筋肉層が観察できた。イモリ幼生の組織から、神経管、太い脊索、壁側中胚葉と外胚葉の壁側板、臓側中胚葉と腸の内胚葉の内臓板、それらに囲まれた体腔（真体腔）の存在が観察できた。イモリ幼生の体腔の場合、腸間膜で背側に繋がった腸の横断面が明確に分かる切片が得られ、一見複雑なほ乳類の消化管や附属器官の出現や配置が理解できる教材となった。
このように、細胞分化、胚葉形成、腸の分化、間充織の発達、真体腔の出現、体腔スペースの出現等、系統や進化の単元を実際の組織観察を通して実感を伴う実習例が得られた。また、実際に高等学校で実践できたことから、さらにブラッシュアップすることで、動物界を全体的に理解するために有効な実習が開発できると考えられる。
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| Strategy for Future Research Activity |
H26年度に考案した、動物界の系統、組織の複雑化に関する実習について、実施方法や内容等、いくつか改善を行って、引き続き、高等学校で実践して効果を見る。
今後、【1】両生類胚に代わるニワトリ胚の構造；H24年度に考案したニワトリ胚を用いた発生組織実習の改善、即ち、可能であれば、胚盤葉上層と胚盤葉下層の2層からなる単純な胚の構造の観察、胚の切片の作製には、ある程度の胚の大きさが生徒自身の徒手切片の作り易さに 関わるため、「3日目胚、4日目胚を用いる実習」へと改善を図る。また、6日目胚に関しては、脳、眼胞及び レンズなど、教科書にある器官が分化するが、大きい器官は頭部の一部を切り出して試料とする改善を図る。併 せて、徒手切片の作製手順を予め映像に納め、各班実験台での指導と合わせ、指導方法の改善を図る。
また、【2】増殖細胞・細胞死の検出(カエル成体・幼生 )、【3】免疫細胞の観察、墨汁を注射した器官の検出(脾臓、肝臓)【4】始原生殖細胞の項目について、具体的な実習を立案する。
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| Expenditure Plans for the Next FY Research Funding |
この研究は、高等学校における簡易凍結徒手切片法を用いた複数の実習案を構築するものである。
今年度は新規研究計画の始めに当たり，どの内容の実習を実施するかについて、パイロット的に少数の実験を試みたために、使用物品に残額が出た。
H25年度で実施した系統、組織の複雑化についての実習の概要が考案できた。次に、Ｈ26年度では、H26年度の計画している物品費に、残額を加えた物品費とし、より多くの実験生物、材料の購入して質の高い実習案を構築する。
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