論文

2016年9月

植物色素アントシアニンのヒドロキシルラジカル消去活性を可視化した理科実験教材開発とその教育効果

東京農業大学農学集報
  • 武田 晃治
  • 和田 薫
  • 砺波 雄介
  • 佐藤 純一
  • 村上 敏文
  • 新村 洋一
  • Kouji Takeda
  • Kaoru Wada
  • Yusuke Tonami
  • Junichi Sato
  • Toshifumi Murakami
  • Youichi Niimura
  • 東京農業大学教職課程
  • 八王子市立由井中学校
  • 浜松市立神久呂中学校
  • 株式会社リガク
  • 農研機構東北農業研究センター
  • 東京農業大学バイオサイエンス学科
  • Teacher Education course in Tokyo
  • University of Agriculture
  • Yui junior high school
  • Hachioji city
  • Kakuro junior high school
  • Hamamatsu city
  • Rigaku Corporation
  • Tohoku Agricultural Research Center National Agriculture
  • Food Research Organization
  • Department of Bioscience Faculty of
  • Applied Bio-Science
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61
2
開始ページ
76
終了ページ
83
記述言語
日本語
掲載種別
出版者・発行元
東京農業大学

本研究は,植物色素が光合成のみならず酸素毒性から細胞や種を守る抗酸化物質としても働いてきたことを,進化的側面から植物色素の存在意義について再考察させるための実験開発と教材開発を行った。実験開発では,過酸化水素と2価鉄から生じる最も酸化力の高いヒドロキシルラジカルによるDNA分解が,植物色素であるアントシアニンにより防ぐことができることを可視化するための最適実験条件を明らかにした。また,高校生を対象とした授業実践から,本実験教材を用いた授業の教育効果を検証し,高等学校生物への発展的導入について考察を行った。授業実践の事前・事後アンケートの比較の結果,本教材のアントシアニンによる抗酸化能を可視化した実験により,植物色素の抗酸化能について理解しやすい教材であることが明らかとなった。また,授業解説と実験を行うことで,植物色素の抗酸化能が,紫外線や光合成から生じる活性酸素の毒性に対する防御機構として,植物の細胞機能の維持に重要な働きをしていることを,進化的側面から理解させることのできる効果的な教材であることも明らかとなった。よって本研究は,光合成以外の働きとして重要な植物色素の抗酸化能に着目した新たな実験としてだけでなく,光合成とバイオテクノロジーで学ぶ知識と実験技術を融合したバイオテクノロジーの発展的教材として,生徒に生命進化の観点から植物色素を多面的に理解させるための探究活動として,高校生物への今後の導入が期待された。This study aims to reorient a foundation of the existing teaching material and experiment in school education toward putting more focus on the evolutionarily preserved implication that plant pigments function not only as photosynthesis but also as anti-oxidant to protect living cells and plant seeds from oxidative toxicity. A developed experiment was designed for high school students to visualize the anti-oxidant potential of anthocyanin preventing DNA decomposition from hydroxyl radicals (ROS) derived from hydrogen peroxide and ferrous iron through electrophoresis as showing the indicative optimum condition. In addition, to the educational practice conducted for high school students, the study considered the validation of educational effectiveness of the teaching material together with a view to ushering in a developmental approach to high school biology class.It is also indicative that the posteriori survey revealed that students clearly understand the anti-oxidant ability of plant pigments, and it is effective for students to associate the biological importance of plant pigments in the course of evolution by teaching this function as anti-oxidant material of plant pigments for species preservation against ROS toxicity resulting from ultraviolet rays and photosynthesis. The study suggests that hands on experimental teaching material elicits students' multifaceted understanding of plant pigments and the evolutionary implication, in high school education. Furthermore, the study material could be utilized as an exploratory activity to fulfill the requirement of biotechnology class, which is supported by techniques of scientific experiment and knowledge taught through unit learning of photosynthesis and biotechnology. Thus, the experimental teaching material is encouraged to be introduced to high school biology class as part of progressive educational material.

リンク情報
CiNii Articles
http://ci.nii.ac.jp/naid/120005854687
CiNii Books
http://ci.nii.ac.jp/ncid/AN00164184
ID情報
  • ISSN : 0375-9202
  • CiNii Articles ID : 120005854687
  • CiNii Books ID : AN00164184

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