SPP2011Hasobe-Sheet2

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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.2 導入-1＞

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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.2 導入(1)・・（約45分）
　□ 1（解説1）基本実験（Exp.A：お絵描き実験）
　　　　　　　：1) 概要とロジック、2) 実験方法の概要（基本4工程）
　　　　　　　　3) 培養時間の取り扱い
　□ 2（Exp.A）実技Step1：ゼラチン塗抹
　□ 3（協議1） Q1.身近な生体物質
　　　　　　　：1) 骨切り実験、2) 加熱実験、3) 変性とは
　□ 4（学習1）実験材料の基本的な性質
　□ 5（学習2）動物細胞と培養技術
　　　　　　　：1) 培養細胞・細胞培養、2) 培養細胞の特徴、
　□ 6（要約2）生体物質の基本区分：細胞と細胞間物質(ECM)

＜Ch.2 導入-1＞

概要：本章「導入-1」では、(1) 本実験講義の柱となる「魚類培養細胞による形態形成に関する基礎実験：通称お絵描き実験」の概要を解説する。(2) ５工程からなる本実験の初期段階を実施する。(3) 主要材料に対する見方・考え方も考察する。

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＜2-1（解説1）基本実験（Exp.A：お絵描き実験）＞

1) 概要とロジック
＜基本実験「お絵描き実験」とは？＞
　自分自身がその昔たった１粒の細胞だったことを想像すると不思議な気がします。本当に体は細胞からできているのか疑ってしまいそうです。生物の教科書には動物細胞の事がたくさん書いてありますが、皆さんは実物の動物細胞を見たことがありますか？百聞は一見に如かずです。今日は魚類の培養細胞を用い、「生きている細胞をシャーレに入れたらどうなるか」というテーマで細胞の話を進めます。動物細胞の単純な振る舞いを実験観察し、組織形成や体の成り立ちの基本を一緒に考えてみたいと思います。生物学基幹実験と位置付けてみます。

　お絵描き実験のロジック

体は「＿＿＿＿」からできてくる。
体は「＿＿＿＿と＿＿＿＿＿＿＿＿」でできている。
　↓それなら、
生きてる＿＿＿＿と＿＿＿＿＿＿＿の＿＿＿＿（細胞間物質）があれば「形」ができるはず。
それらの性質や役割が解れば「＿＿＿」ができるはず。５）＿＿＿＿＿＿としてできるはず。
　↓それなら、
「＿＿＿＿＿＿：動物培養細胞による形態形成の基礎実験」をしてみよう。
実験とはともかく何かを確かめること。君は何を確かめたい？

＜記入例を参照する＞

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2) ) 実験方法の概要（基本4工程）：図2.1, 2.2 （↓）
　「お絵描き実験」の方法は基本4工程である。一般に、細胞培養実験には専門性（技術や装置）が不可欠であるが、本実験では、魚類由来の株化細胞による細胞実験キットを用いるため、迅速簡便な取り扱いで行なう。しかし、生細胞を取り扱う視点とその対応は同じである。具体的な実験操作法については、別様「実技図解集」を参照する。
＊用いる培養細胞はファッドヘッドミノー（アメリカ産の温水性魚類）という小魚に由来する株化細胞（不死化細胞）でFHLS細胞という名称の細胞である。サカナの細胞であるが、他の脊椎動物細胞と同様に考えて支障はない。

　　
（画像をクリック：　左 Fig2.1 　　中 Fig2.2 　　右 Fig2.3 )
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3) 培養時間の取り扱い
　細胞培養実験には「培養時間」が不可欠である。単純に言えば「待ち時間」であるが、細胞自身にとっては「自律的な活動時間」である（重要である）。本実験では、この観点から培養時間に観察や操作を加え、理解を深める。詳細は実技図解集を参照。

（実技図解集へは、ここをクリックして移動する）

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＜ 2-2（Exp.A）実技Step1：ゼラチン塗抹＞
実技図解集とデモンストレーションに基づき、要点を確認した後、実技を行なう。

（実技図解集へは、ここをクリックして移動する）

時刻（工程開始時刻）や気づいた事は図解集の下段空欄などに記入する。
　メモ：＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿

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＜2-3（協議1） Q1.身近な生体物質 (図2.3 ↑）＞
以下の項目について話し合いと確認実験を行なおう。

　1) 骨は何からできている？
　　：＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿
　2) その成分を除いたらどんな形
　　：＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿
　3) 骨を切る方法は
　　：＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿
　4) 加熱実験　
　　：＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿
　5) 変性とは　
　　：＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿

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＜2-4（学習1）実験材料の基本的な性質＞

＜主要な細胞間物質（生体物質）：実験材料の特徴＞
	ゼラチン　：＿＿＿＿＿＿＿の変性物	血清アルブミン
所在	体全体：＿＿＿＿＿の成分 (＿＿や＿など)	血液（＿＿＿＿＿成分）
含量, 形	最大含量の＿＿＿＿タンパク質。　＿＿＿＿状	最大含量の＿＿＿＿＿タンパク質。　＿＿＿＿状
役割	細胞層の間を埋める	脂質や鉄などの運搬
利用	食品、化粧品、工芸品、医薬品など	食品、医薬品など
物性	加熱で溶解	加熱で凝固
補足	どんな動物にもある重要なタンパク質。	類似物質は＿＿＿や＿＿＿＿にも多量含まれる
補足	「コラーゲン」と「アルブミン」の物性は＿＿＿＿＿＿＿性質

＜記入例を参照する＞

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＜2-5（学習2）動物細胞と培養技術＞
1) 培養細胞・細胞培養：３層構造：図2.4, 2.5（↓）
　本実験学習の主役は動物細胞であるが、「細胞」とは体に属する自然物であり、そこここに落ちているものではない。しかし、体の中の細胞も「細胞培養技術」に従えば「培養細胞」として取り扱うことができる。つまり、培養細胞とは「生体組織から摘出されシャーレなどで人為的に生かされる細胞」のこと。細胞培養とは簡単に云えば「生体組織の細胞が生きるその存在様式（微小環境）を人為的にシャーレなどに再現する」ことである。一般的に、培養細胞は容器（培養フラスコ）のなかで「３層構造」で維持管理される。つまり「固層、液層、気層」を必要とする。

　　
　（画像をクリック：　左 Fig2.４　　中 Fig2.５　　右 Fig2.６ )
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2) 培養細胞の特徴（足場依存性）：図2.5（↑）
　細胞培養には「培養フラスコ」や「培養シャーレ」が必要であるが、その特徴は細胞が張り付くに適した材質でできていることにある。つまり、培養細胞は一般的な特徴として底面に接着（接着結合）する。模式図は側面図なので、細胞は平たい扁平な形で描かれている。体細胞も含め、細胞のこの性質を「足場依存性」と呼ぶ。

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＜2-6（要約2）生体物質の基本区分：細胞と細胞間物質(ECM) ＞
　図2.6（↑）：生体成分を区分すると「細胞と細胞間物質」になる。細胞間物質には「構造性物質と液性物質」がある。構造性物質の主要な成分は「コラーゲン、エラスチン、糖タンパク、リン酸カルシウム」である。ちなみに、細胞を区分すると「固定性細胞と遊走性細胞」であり、細胞内の物質は「構造性成分と液性成分」に区分できる。

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＜以上、「Ch」は完了：先頭行へ移動　目次シートへ移動＞

　＜記入例211＞
　お絵描き実験のロジック

体は「＿細胞＿」からできてくる。
体は「＿細胞＿と＿細胞間物質＿」でできている。
　↓それなら、
生きてる＿細胞＿と＿生体由来＿の＿物質＿（細胞間物質）があれば「形」ができるはず。
それらの性質や役割が解れば「＿形＿」ができるはず。
＿科学実験＿としてできるはず。
　↓それなら、
「＿お絵描き実験＿：動物培養細胞による形態形成の基礎実験」をしてみよう。
実験とはともかく何かを確かめること。君は何を確かめたい？

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　＜記入例240＞

＜主要な細胞間物質（生体物質）：実験材料の特徴＞
	ゼラチン　：＿コラーゲン＿の変性物	血清アルブミン
所在	体全体：＿結合組織＿の成分 (＿真皮＿や＿骨＿など)	血液（＿血清＿成分）
含量, 形	最大含量の＿構造＿タンパク質。　＿繊維＿状	最大含量の＿液性＿タンパク質。　＿球＿状
役割	細胞層の間を埋める	脂質や鉄などの運搬
利用	食品、化粧品、工芸品、医薬品など	食品、医薬品など
物性	加熱で溶解	加熱で凝固
補足	どんな動物にもある重要なタンパク質。	類似物質は＿卵＿や＿牛乳＿にも多量含まれる
補足	「コラーゲン」と「アルブミン」の物性は＿相反する＿性質