SPP2011Hasobe-Sheet1

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実演生物学：実験講義の実践展開
＜単位「細胞」を基軸とした動物体の成り立ち：Ch.1 序論＞

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・・・本章の講義解説に用いた一連のスライドは、ここクリックし参照・・・

本章の構成（目次）
　Ch.1 序論（通読項目）・・（約15分）
　□ 1（命題1）科学と共有命題
　　　　　　　：1) 定義と論理性、2) 生物学とは（器官系の名称）
　□ 2（命題2）実験学習の枠組み
　　　　　　　：1) 体の成り立ち、2) 実験学習の概要
　□ 3（要約1）実験学習の目標

＜Ch.1 序論（通読項目）＞

本章「序論」は通読項目である。言わば「準備体操」。実験講義を始める前に自主的に通読し本実験学習に対するイメージを掴む。実験講義の終了後、その意味するところに頷くようになる事を期待したい。

＜1-1（命題1）科学と共有命題＞

1) 定義と論理性
　科学を特徴付ける事項（定義）とは、一般に下記のような項目を満たすことである。

１) 客観的、２) 論理的、3) 実証的（再現性）、
4) 予測的(因果性)、 5) 数量的、 6) 知識累積性、など。

つまり、科学とは

１）誰もが向き合えることで（客観的）、
２）話の筋道が明瞭であり（論理的）、且つ、
３）実際に確認も可能なこと（実証的）。
　加えて、それらに従えば、
４）予想予測も可能（予測的）であり、
５）数量化により客観性を示す傾向があり（数量的）、
６）最小努力の最大効果のため「専門用語が増え続ける」（知識累積的）、

　と言った性質や傾向を示す物事である。よって、科学は物事を論理的に（明快に）説明する（と思われる）。

　科学は物事を論理的に（明快に）説明する。では、下記のセンテンスを科学はどのように説明するのだろう。生物関連の命題は5項目であるが、特に3)-5)のようなテーマは科学の主題（共有命題）として妥当であろうか。試しに、下記を「単位の性質」に基づき考えてみよう。（詳しくは、実験講義が終了した後の協議として取り扱おう。）

□ 1）リンゴが木から落ちた（らどうなるか？） - - - 物理学　　
□ 2）塩の塊を水中に入れた（らどうなるか？） - - - 化学
□ 3）細胞をシャーレに入れた（らどうなるか？）　- - 生物学1（細胞学）
□ 4）体の薄切りを２色で染めた（らどうなるか？）- - 生物学2（組織学）
□ 5）ネコの前にサカナを置いた（らどうなるか？）- - 生物学3（解剖学）
□ 6）仔牛が草を食べた（らどうなるか？）　　　　- - 生物学4（生理生化学）
□ 7）細胞は何をしている？　　　　　　　　　　　 - - 生物学5（細胞生物学）

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2) 生物学とは（器官系の名称）
　生物学は一面「図説解説/用語項目/箇条書き」式でもあり、暗記ものと思っている人も多い。では、生物学とは何なのか。取りあえずの説明であるが、生物学とは
「物言わぬ生物進化（地球進化）の成果物に代わりに、その成り立ちを代弁（翻訳/通訳）すること」と考えても差し支えはない。解り易く説明する事である。
　論理性や合理性に乏しく思えるのは「経験科学」の側面に強く拘束されるため。つまり、自分自身で確かめたことのない事でも「そう決まっている」と信じて進める方が無難である、という経緯にあるため（無視して進むのは苦労が多過ぎる）。まるで探検隊のような学問である。よって、重要な事項はできるだけ「論理的な枠組み」に支持されていると都合が良い。ロジックが必要である。
　例えば、生物学習の必須項目？に「器官系」がある。一般的には10あるいは11区分とされるが、それらの名称をすらすらと言える人は、意外ではあるが、そう多くはない。下記は、思いつくまま羅列したが、その11項目である（A～K）。では、それらの名称を覚えることは必要なのだろうか。

　＜体の体制を支える器官系：11区分＞

　 A.泌尿器系、B.循環系、C.外皮系、D.筋肉系、E.呼吸器系、F.消化器系、
　　G.感覚器系、H.骨格系、I.神経系、J.生殖器系、K.内分泌器系、
　　（排出系とは「A.泌尿系＋J.生殖系」のこと）

これら器官系11区分には「論理性」はあるのか。
そこで、AからKを合理的な繋がり（順列や配列）として考えてみよう。
（下記の下線部に適当なアルファベットを記入してみよう）。

　1.＿＿＿→2.＿＿＿→3.＿＿＿→4.＿＿＿→5.＿＿＿
　　→6.＿＿＿→7.＿＿＿→8.＿＿＿→9.＿＿＿→10.＿＿＿→11.＿＿＿

本実験講義では、生物学習の観点からこの「器官系11区分」についても考察してみたい（詳細は後述するが、生物学の「A, B, C」として取り扱ってみたい）。

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＜1-2（命題2）実験学習の枠組み＞

1) 体の成り立ち（図１↓）
　体の基本単位は[1. ＿＿]であり、体は[2. ＿＿＿]という１細胞を起源とする。[3. ＿＿＿＿]を繰り返し、発生過程で[4. ＿＿＿]として概念化された細胞集団は、形態的に[5. ＿＿＿＿]からなる[6. ＿＿]を形成し、運動や代謝などの役割を担う。その系統（[7. ＿＿＿]）は例えば11区分とされる。総じて、体は細胞と[8. ＿＿＿＿＿]から構成され、全ての細胞や細胞間物質は細胞から生じる。一般的に、体はその形態的な構成区分から「9. ＿＿・＿＿＿・＿＿・＿＿・＿＿・＿＿＿＿＿・＿＿＿＿」という[10. ＿＿＿]（階層構造）で認知される。生物とは「形」あるものであり、その「形」は常に物質代謝を行なう事により維持される。

（上記の生物学用語に関連した模式図/画像を「生物資料集」などを参照し探してみよう）

選択肢：1. 細胞、2. 受精卵、3. 細胞分裂、4. ３胚葉、5. ４大組織、6. 器官、7. 器官系、8. 細胞間物質、9. 個体・器官系・器官・組織・細胞・細胞小器官・生体分子、10. 階層性、

　　
（画像をクリック：　左 Fig1 　　中 Fig2 　　右 Fig3 )
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2) 実験学習の概要（図2↑）
　生きている動物細胞「魚類の培養細胞」と身近な生体由来の物質「ゼラチンやアルブミン」を材料に細胞培養実験を行なう。最終的に、培養シャーレの中に微小な細胞で大きな「形」を作る。なぜ細胞で簡単に「形」ができるのか、その理由を細胞や材料の性質や特徴から考える。更に、生体の組織細胞との類似性から考察する。結果的に「動物体の成り立ち」に対する基本的な視点の構築を目的とする。なお、本実験は「動物培養細胞による形態形成に関する基礎実験」であるが、通称は「お絵描き実験」である。補足：「細胞で形を作る」と記したが、本当は「細胞が形を作る」の方が適切である。

＜目的：培養細胞実験に基づく生体の理解＞
□ 1. 細胞で「形」を作る（お絵描き実験：形態形成に関する基礎実験）。
□ 2. 細胞や生体物質の性質や役割を考える
　　（実験検証：対照実験・検証実験）。
□ 3. 細胞の基本的な性質を理解する（動物細胞の定義）。
□ 4. 培養細胞と生体の組織細胞との類似性を考察する（発展考察）。
□ 5. 足場依存性や細胞シートの性質から体内構造の基本的な視点を構築する（演習）。

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＜1-3（要約1）実験学習の目標＞　

　本実験講義では、以下のような事項について理解を深めるため「お絵描き実験」を行なう。必要に応じて「体の成り立ち」に対する新たな視点や事項を付加してほしい。一読したら実技実験を始めよう。
（ちなみに、命題とは「それ本当？」と疑っても良いこと、と思っても良い。）

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＜実験学習の命題（課題）＞

細胞は体の「＿＿1＿＿」であり、体は「＿2＿と＿＿＿3＿＿」でできている。
動物細胞の基本的な性質（特徴）は「＿＿＿4＿＿」であり、実験的には、細胞は＿5＿（足場）に接着・伸展し、更に、移動・配列を経て、自律的に「＿＿6＿＿＿」を形成する。
体表や内蔵器官などの表面や内腔面は＿＿＿7＿＿＿細胞シートである。つまり、＿8＿＿からできている。
上皮組織とは「＿9＿＿側の細胞層」を意味し、その直下（＿10＿側との境界）には細胞が接着結合する「＿11＿＿」がある。
基底膜（足場）を基準とし区分される「＿＿＿12＿＿」の極性は体内構造の認知に明瞭な指針を与える。