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科目名 生物環境科学実験2 
担当者氏名

礒井 俊行

大浦 健

田村 廣人

近藤 歩

藤 茂雄

細田 晃文

村野 宏達

全開講対象学科 農学部生物環境科学科
年次 3年次 
クラス E・F 
講義学期 前期 
単位数
必選区分 必修科目 
学期・曜日・時限  
部門 専門教育部門-専門教育科目群必修 
備考  



準備学習・事後学習
在学生ガイダンス時に「生物環境科学実験2テキスト」が配布されます。各実験の前にテキストの該当箇所を予習し、関連するこれまでの講義、実験・実習で得た知識や疑問点を整理して本実験に臨んでください。毎回,実験実習時間の半分の自学自習を行ってください。実験ノートあるいはレポートについて実験時間内あるいは時間後にコメントします。 
課題・定期試験に対するフィードバック
履修上の留意
実験進行の順番は必ずしも下記項目欄の順番に沿ったものではありません。日程や持参すべきものなどの説明はガイダンス時に行います。
危険性、有害性のある試薬を用いる場合があります。試薬の取扱いや廃棄に関しては教員やティーチング・アシスタントの指示を忠実に守り、事故のないように気をつけてください。 
授業の概要と目的
実験開始前に研究データの取り扱いなど研究者倫理について説明します。生物・非生物の環境を評価するための生化学的実験を行います。その内容は、化学分析(土壌、水質、大気)、機器分析(GC、HPLC)、分子生物学実験(遺伝子、タンパク質)、植物・微生物の生態解析に大きく分かれます。これらの実験を通して専門的な実験の操作を習得し、関連の知識を深めることを目的としています。本科目は学科DP2、CP2の内容を含みます。
(科目ナンバリングコード:AE31125・AE31126・AE31128) 
該当するCP(カリキュラム・ポリシー)およびDP(ディプロマ・ポリシー)
実務経験と授業内容の関係
科目ナンバリングコード
サブタイトル
生物・非生物の環境を評価するための生化学的実験 
到達目標
生物・非生物の環境を評価するための生化学的実験技術を習得し、関連知識を深めることにより、各種環境評価のための生化学的手法を提示し、実施できる。 
授業計画
【項目欄】 【内容欄】
1. 研究者倫理教育 
担当者:礒井俊行・村野宏達・田村廣人・細田晃文 
研究者として責任ある行為の基盤向上をはかるため,研究者としての倫理について学ぶ。 
2. 土壌の微生物活性の測定
担当者:礒井俊行・村野宏達 
土壌中の微生物によるの有機物分解機能は生態系における物質循環などにおいて極めて重要である。簡易ではあるが汎用性のある方法で土壌の微生物活性を測定する。 
3. 土性の測定
担当者:礒井俊行・村野宏達 
土壌中に含まれる有機物の分解と無機粒子の分散、砂、シルト、粘土の分離と観察。粒径組成による土性の分類。この実験は6回にわたって行われる。 
4. 保水性の測定
担当者:礒井俊行・村野宏達 
土壌の水分吸収・保持機能は極めて重要であるが、土壌によって様々であることを知り、土壌のその他の性質との関係を考察する。 
5. pHの測定
担当者:礒井俊行・村野宏達 
pHは土壌診断の重要な項目であるが、比較的簡単に測定することができる。pHメータを用いた測定を行う。 
6. 緩衝能(酸中和能)の測定
担当者:礒井俊行 
酸性雨が降ったとしても土壌はすぐには酸性にならない。これは土壌の大切な機能である。この能力が土壌によってどのように違うのか、土壌管理とどのように関係するかを確かめる。 
7. 陽イオン交換容量の測定
担当者:礒井俊行・村野宏達 
陽イオン交換容量は土壌のもっとも重要な機能の一つである植物養分を保持・供給する能力である。また、土壌反応や緩衝能との関係が緊密である。3回にわたって行う。 
8. 有効態リン酸の測定
担当者:礒井俊行・村野宏達 
植物に必須のリン酸は土壌中では多くは植物に吸収されにくい化学形態で存在しているが、有効態リン酸の含有率は広く用いられている土壌管理の重要な指針の一つである。 
9. 化学物質の反応(メチルオレンジの合成)
担当者:大浦健 
pH指示薬であるメチルオレンジの合成を行い、化学反応のメカニズムと基礎的な有機合成方法を習得する。 
10. 容量分析法(中和滴定:酸・塩基滴定)
担当者:大浦健 
前項で合成したメチルオレンジを用いて定量分析を行う。中和滴定の原理、濃度の算出法を習得する。 
11. クロマトグラフィーの原理
担当者:大浦健 
ペーパークロマトグラフィー、カラムクロマトグラフィーを用いて、物質の分離方法と原理を学ぶ。 
12. HPLC分析(1)
担当者:大浦健 
高速液体クロマトグラフィー(HPLC)の原理、構成を理解し、様々な環境試料から目的成分の分離、定量分析を行う。 
13. HPLC分析(2)
担当者:大浦健 
イオンクロマトグラフィーの原理、構成を理解し、土壌からイオン成分の分離、定量分析を行う。 
14. 大気汚染分析(1)
担当者:大浦健 
パッシブサンプラーによって捕集された室内空気中の汚染物質をHPLCを用いて分離分析を行う。 
15. 大気汚染分析(2)
担当者:大浦健 
微量有害物質の高感度分析によって大気中の発がん物質を定量分析する。 
16. プラスミドDNA抽出
担当者:田村廣人・細田晃文 
大腸菌からプラスミドDNAを抽出 
17. 分子生物学の基本操作(1)
担当者:田村廣人・細田晃文 
細菌用培地調製、使用器具類の滅菌操作、細菌の植菌操作(無菌操作)をとおして実験器具の取り扱い方(ガラス器具、精密ピペット)と無菌操作を習得する。 
18. ゲノムDNAの抽出
担当者:田村廣人・細田晃文 
大腸菌からDNAを抽出することによりそれぞれの試薬の役割とゲノムDNA抽出の原理を学ぶ。 
19. 抽出したDNAの精製
担当者:田村廣人・細田晃文 
抽出したDNAを精製することによりゲノムDNAの特性と精製することの意味を学ぶ。 
20. DNAの濃度測定
担当者:田村廣人・細田晃文 
抽出したDNAの濃度測定を行い分光学的なDNA濃度測定の原理を学ぶ。 
21. DNAの増幅(PCR)
担当者:田村廣人・細田晃文 
抽出したDNAを鋳型としたPCRを行い,反応液の調製方法,PCRの原理を学ぶ。 
22. DNAの制限酵素消化
担当者:田村廣人・細田晃文 
PCR産物を用いた制限酵素消化反応を行い,制限酵素の取り扱い方などを学ぶ。 
23. DNAの電気泳動
担当者:田村廣人・細田晃文 
制限酵素消化を行ったDNAと未消化のPCR産物をアガロースゲル電気泳動により確認することで,電気泳動の原理やこれまでの実験操作の妥当性について学ぶ。 
24. 植物の生理学的解析 (1)
 生長解析
担当者:近藤歩・藤茂雄 
トウモロコシを窒素の有無下で水耕栽培(以下、トウモロコシ(+N,-N)と表示)後、新鮮重量、草丈、根長、葉色、乾燥重量を比較する。 
25. 植物の生理学的解析 (2)
 C4植物とC3植物の葉構造の比較
担当者:近藤歩・藤茂雄 
C4植物とC3植物の葉の葉脈を含む切片をつくり、維管束鞘細胞を含む維管束を中心とした葉構造の差異を顕微鏡で観察する。 
26. 植物の生理学的解析 (3)
 光合成色素の比較
担当者:近藤歩・藤茂雄 
1.クロロフィル量の測定 
トウモロコシ(+N,-N)、イネ、ホウレンソウの葉のクロロフィル量を分光光学的手法で測定し,クロロフィルa、クロロフィルb、クロロフィルa/クロロフィルbを求め,比較を行う。
2.光合成色素の比較 
トウモロコシ(+N,-N)の葉の光合成色素を抽出後、TLCで分離し、比較を行う。 
27. 植物の生化学的解析 
 タンパク質量 (1)
担当者:近藤歩・藤茂雄 
トウモロコシ(+N,-N)の葉およびイネの葉からトウモロコシ(+N,-N)の葉のタンパク質量をBradford法で測定し、比較を行う。また、イネ、ホウレンソウの葉タンパク量も同様に測定し、比較を行う。 
28. 植物の生化学的解析 
 タンパク質の質的解析 (2)
担当者:近藤歩・藤茂雄 
トウモロコシ(+N,-N)の葉およびイネの葉から抽出したタンパク質をSDS-PAGEで分離後、タンパク質をCBB染色し、比較を行う。また,Rubiscoの大サブユニットの分子量を標準タンパク質をもとに作成した検量線から推定する。 
29. 植物の生化学的解析 
 特異タンパク質の検出 (3-1)
担当者:近藤歩・藤茂雄 
SDS-PAGEで分離したタンバク質をPVDFメンブレンに転写する。 
30. 植物の生化学的解析 
 特異タンパク質の検出 (3-2)
担当者:近藤歩・藤茂雄 
転写後のPVDFメンブレン上で,CO2固定酵素(PEPC)の抗体を利用したWestern Blotting法によるPEPCの特異的検出を行う。 
テキスト
【書籍名】 【著者】 【出版社】
1. 生物環境科学実験2テキスト     
参考文献
【書籍名】 【著者】 【出版社】
1. 「新版続実験を安全に行うために」  化学同人編集部  化学同人 
授業方法の形式
実験 
成績評価方法
予習(50%)およびレポート(50%)を評価します。予習は,毎回の実施する実験の目的,方法及び結果の予測を作成してください.レポートは,毎回の実験内容の理解度を結果の考察をもとに確認します。出席は,加点要素としませんが,遅刻・欠席は,原則として欠格とします。C(合格)となるためには、到達目標を最低限達成することが必要です。 
成績評価基準
受講生へのメッセージ
取り組んでいる実験の意味を十分に理解し落ち着いて実験を行い、結果のまとめや考察に時間をかけ、目的・方法・結果・考察の流れに沿ったしっかりとしたレポートを作成してください。 
参考URL
画像
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更新日時 2021/02/27 16:03


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