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2018 年度 実績報告書

化学・生物の複合的素材:酵素の教材化と評価

研究課題

研究課題/領域番号 16K00967
研究機関鳴門教育大学

研究代表者

胸組 虎胤  鳴門教育大学, 大学院学校教育研究科, 教授 (00200246)

研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2019-03-31
キーワード生命 / 粒子 / 消化 / 酵素 / α-アミラーゼ / プロテアーゼ / リパーゼ / 理科の教科横断
研究実績の概要

理科4科目(物化生地)は基本4概念:エネルギー,粒子(物質),生命,地球のすべてと関連するが,各科目は1概念だけで構成される印象を受ける。ある現象に興味を持つ学習者が,複数概念で学習することを阻み,多面的見方を困難にする。複数概念から多面的に考察する教材開発のため,本研究は生命と粒子の間に存在する「酵素」の教材利用を提案した。
平成28年度,唾液と食器洗い機洗剤のαアミラーゼの反応を比較し,生命と粒子の両方に関わる教材を作った。生命由来の唾液のαアミラーゼと物質由来の食器洗い機洗剤αアミラーゼの反応を高温で比較し,授業展開を工夫した。唾液中のαアミラーゼは100℃近い高温で失活するが、食器洗い機洗剤のαアミラーゼは失活しないことから、酵素が生物外でも作用し、異なる生物も同様な反応をする酵素をもつ事実を確認できた。
平成29年度,αアミラーゼの教材を,鳴門教育大学附属中学校での授業に使用し,生物と物質の関係,同じ働きをする酵素でも安定性が異なることを認識させられた。リパーゼの反応でトリグリセリドから生成するモノグリセリドの検出の候補物質に,N-ヒドロキシフタルイミド誘導体を利用し,メタノールでの開環反応をUVで検出できた。
平成30年度,リパーゼによりトリグリセリドから生成するモノグリセリドの検出は,アルコール性水酸基の生成で確認可能と捉え,①エチレングリコール,②グリセリン,③1-モノアセチンをモデル化合物とした。N-ヒドロキシフタルイミド誘導体のエチレングリコールによる開環反応が検出できた。塩基性フクシン,亜硫酸ナトリウム,1M-HClの混合液を定性試薬(無色)に,①~③を過ヨウ素酸ナトリウムで酸化後,アルデヒドとして検出した(紫色)。消化薬で生成する1-モノグリセリドの検出が可能である。今後はリパーゼによる反応生成物の検出と,授業への応用を試みることが課題である。

  • 研究成果

    (6件)

すべて 2019 2018

すべて 雑誌論文 (1件) (うちオープンアクセス 1件) 学会発表 (5件) (うち招待講演 1件)

  • [雑誌論文] STEM教育とSTEAM教育―歴史,定義,学問分野統合―2019

    • 著者名/発表者名
      胸組虎胤
    • 雑誌名

      鳴門教育大学研究紀要

      巻: 34 ページ: 58-72

    • オープンアクセス
  • [学会発表] N-ヒドロキシフタルイミド誘導体を利用したモノグリセリド検出の試み(2PA-015)2019

    • 著者名/発表者名
      成光純哉,立川航紀,廣田将義,胸組虎胤
    • 学会等名
      日本化学会第99春季年会(甲南大学岡本キャンパス・神戸市)
  • [学会発表] 化学の教科内容を基礎に教科横断的学習を考えると (3E4-14)2019

    • 著者名/発表者名
      胸組虎胤,成光純哉,滝本帆高
    • 学会等名
      日本化学会第99春季年会(甲南大学岡本キャンパス・神戸市)
  • [学会発表] 教員養成における教科内容学研究―「各教科内容構成」科目の開発―2018

    • 著者名/発表者名
      胸組虎胤
    • 学会等名
      日本教科内容学会第5回大会(椙山女学園大学・名古屋星ヶ丘)
    • 招待講演
  • [学会発表] 教科内容学と教科教育学の相違と境界2018

    • 著者名/発表者名
      胸組虎胤
    • 学会等名
      日本教科内容学会第5回大会(椙山女学園大学・名古屋星ヶ丘)
  • [学会発表] 科学と他教科に跨る複合領域科目 :教科内容学から見ると2018

    • 著者名/発表者名
      胸組虎胤
    • 学会等名
      日本科学教育学会第42回年会(信州大学教育学部・長野市)

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公開日: 2019-12-27  

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