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光生物学
| 令和２年度以降入学者 | 光生物学 | ||||
|---|---|---|---|---|---|
| 令和元年度以前入学者 | 光生物学 | ||||
| 教員名 | 中里勝芳 | ||||
| 単位数 | 2 | 学年 | 3 | 開講区分 | 文理学部 |
| 科目群 | 生命科学科 | ||||
| 学期 | 前期 | 履修区分 | 選択必修 | ||
| 授業の形態 | 【対面授業】 感染状況によっては、一部対面授業以外の方法で行うことがあります。 Blackboard ID:20221523 |
|---|---|
| 授業概要 | 植物は太陽光エネルギーを化学エネルギーに効率良く変換する能力を獲得することにより多様な進化を遂げてきた。この授業では最初に地球の光環境について学び、植物がどのような方法を使ってエネルギー変換を行ってきたかについて光合成を中心に学習する。この授業の終了段階までに、地球上の動物が植物の行う光合成にどのように依存しているかを分子レベルで理解できるようになる。 |
| 授業のねらい・到達目標 | ＜知識＞ 以下の知識が得られ、植物の光合成や人工光合成について深く理解できるようになる。 ・地球の光環境・クロロフィル等の色素分子による光吸収・クロロフィル間のエネルギー移動・光合成電子伝達系・ＡＴＰおよびＮＡＤＰＨ合成、カルビン回路による炭素固定反応・人工光合成 ＜能力＞ この科目は文理学部生命科学科（学士（理学））のディプロマポリシーDP3, 4, 5およびカリキュラムポリシーCP3, 4, 5に対応している。 ・物事を既存の知識にとらわれることなく，科学的根拠に基づいて論理的・批判的に考察し，説明することができる(DP3-3）。 ・日常生活における現象に潜む科学的問題を見出し，専門的知識に基づいて解決策を提案できる（DP4-3）。 ・新しい問題に取り組む意識を持ち，そのために必要な情報を収集し，それを分析して理解することができる(DP5-3）。 |
| 授業の方法 | 授業の形式：【講義】 パワーポイント資料と板書を併用した講義形式で行う。毎回の授業で（ガイダンスを除く）授業内容に関する簡単な問題を出すので、解答をペーパリアクションーに記入し授業終了後に提出する。講義内容について理解できなかった事柄や疑問があればリアクションペーパーの裏に書いてください。次回の授業で回答する予定です。対面授業に出席できない学生への対応：(1)日本に入国できない留学生などは、履修登録時に担当教員に連絡して履修の許可を得る。履修許可を得た学生はBlackboardを通じてオンデマンド型授業を受講する。受講方法（提出課題を含む）は該当者がいた場合に、Blackboardを通じて連絡する。(2)感染症に罹患するなどで一時的に対面授業に出席できない学生は、当該授業をBlackboardを通じてオンデマンド型授業を受講する。「授業内テスト」はすべての受講者が受験する。対面授業に出席できない学生の「授業内テスト」の受験方法については、試験前の授業で連絡します。 |
| 履修条件 | なし |
| 授業計画 | |
|---|---|
| 1 |
ガイダンス：授業のテーマや到達目標および授業の方法について説明すると共に、光と生物の関係について基本的なことを学ぶ
【事前学習】シラバスを事前に確認し，「光生物学」の学習内容について理解しておく。 （2時間 ） 【事後学習】ガイダンスで述べた基本的な事柄を理解し、説明できるようにする。これにより「論理的・批判的思考力（A-3）」を養う。 （2時間） |
| 2 |
光とは何か？ 電磁波とエネルギーについて学ぶ。
【事前学習】光の性質について調べ、光と植物の関係について考える。これにより「問題発見・解決力（A-4）」を養う。 （2時間） 【事後学習】光と色素の相互作用について調べ、さらに理解を深める。これにより「論理的・批判的思考力（A-3）」や「挑戦力 (A-5)」を養う。 （2時間） |
| 3 |
地球生態系の光環境：紫外線、可視光線および赤外線と生物の関係について学ぶ。
【事前学習】地球の光環境について調べ、植物や人への紫外線の影響について考える。これにより「問題発見・解決力（A-4）」を養う。 （2時間） 【事後学習】紫外線が生物に与える影響についてさらに調べる。 これにより「問題発見・解決力（A-4）」や「挑戦力 (A-5)」を養う。 （2時間） |
| 4 |
生物の光の利用方法について学ぶ。
【事前学習】植物色素の光吸収について調べ、その物理的な過程について考える。これにより「問題発見・解決力（A-4）」を養う。挑戦力 (A-5)」が養われる. （2時間） 【事後学習】植物色素の光吸収についてさらに調べ、説明できるようにする。これにより「論理的・批判的思考力（A-3）」や「挑戦力 (A-5)」を養う （2時間） |
| 5 |
植物色素の光エネルギー吸収と励起状態の特徴について学ぶ。
【事前学習】分子の基底状態と励起状態について調べ、考えをまとめておく。これにより「問題発見・解決力（A-4）」を養う。 （2時間） 【事後学習】植物色素が励起状態になったときの反応性について考える。これにより「論理的・批判的思考力（A-3）」や「挑戦力 (A-5)」を養う。 （2時間） |
| 6 |
クロロフィル間の励起エネルギー移動について学ぶ。
【事前学習】励起エネルギー移動について基本的なことを調べ、その役割について考える。これにより「問題発見・解決力（A-4）」を養う。 （2時間） 【事後学習】分子間の励起エネルギー移動についてより深く理解する。これにより「論理的・批判的思考力（A-3）」や「挑戦力 (A-5)」を養う。 （2時間） |
| 7 |
植物細胞、葉緑体、チラコイド膜の構造について学ぶ。
【事前学習】植物細胞と葉緑体について調べ、その役割について考える。これにより「問題発見・解決力（A-4）」を養う。 （2時間） 【事後学習】チラコイド膜の構造と機能についてさらに理解し、説明できるようにする。これにより「論理的・批判的思考力（A-3）」や「挑戦力 (A-5)」を養う。 （2時間） |
| 8 |
植物の酸素発生：光化学系II複合体の構造と機能について学ぶ。
【事前学習】光化学系II複合体の構造と機能について基本的な事柄を理解しておく。これにより「問題発見・解決力（A-4）」を養う。 （2時間） 【事後学習】光化学系IIの電子伝達体の酸化還元電位について調べ、より深く理解する。これにより「論理的・批判的思考力（A-3）」や「挑戦力 (A-5)」を養う。 （2時間） |
| 9 |
光化学系I複合体の構造と機能について学ぶ。
【事前学習】光化学系I複合体の構造と機能について基本的なことを学習する。 （2時間） 【事後学習】光化学系I複合体の構造と機能について調べ、理解を深める。 これにより「論理的・批判的思考力（A-3）」や「挑戦力 (A-5)」を養う。 （2時間） |
| 10 |
ATP合成酵素の構造と機能について学ぶ。
【事前学習】植物と動物のATP合成方法について調べ、その相違を考えておく。これにより「問題発見・解決力（A-4）」を養う。 （2時間） 【事後学習】ATP合成酵素が回転モーターであることを実証した実験について調べ、理解する。 これにより「問題発見・解決力（A-4）」や「挑戦力 (A-5)」を養う。 （2時間） |
| 11 |
炭素固定反応、その１：カルビン回路とルビスコの構造と機能について学ぶ。
【事前学習】カルビン回路について基本的な事柄を学習し、その役割について説明できるようにする。 （2時間） 【事後学習】カルビスコによる炭素固定反応について調べ、さらに理解を深める。 これにより「論理的・批判的思考力（A-3）」や「挑戦力 (A-5)」を養う。 （2時間） |
| 12 |
炭素固定反応、その２：カルビン回路の酵素群について学ぶ。
【事前学習】カルビン回路の酵素について調べ、疑問点をまとめておく。これにより「問題発見・解決力（A-4）」を養う。 （2時間） 【事後学習】カルビン回路とリンクする代謝系の影響について考える。これにより「問題発見・解決力（A-4）」や「挑戦力 (A-5)」を養う。 （2時間） |
| 13 |
人工光合成に関する研究について学習する。
【事前学習】人工光合成について最近の研究について調べ、疑問点をまとめておく。これにより「問題発見・解決力（A-4）」を養う。 （2時間） 【事後学習】人工光合成の課題について調べる。 これにより「問題発見・解決力（A-4）」や「挑戦力 (A-5)」を養う。 （2時間） |
| 14 |
講義全体を通して質問を受け、学生と教員でデイスカッションを行う。
【事前学習】理解できなかった事柄をもとめておく。これにより「問題発見・解決力（A-4）」を養う。 （2時間） 【事後学習】理解した事柄についてさらに調べ理解を深める。これにより「論理的・批判的思考力（A-3）」や「挑戦力 (A-5)」を養う。 （2時間） |
| 15 |
一連の講義内容について理解度や説明力を確認するために「授業内テスト」を行う。試験終了後に試験の解説を行う。
【事前学習】前回までに学んだ内容を十分に理解し，説明できるようにしておく。これにより「問題発見・解決力（A-4）」を養う。 （2時間） 【事後学習】本科目全体の内容，そして試験の内容と自身の解答内容を振り返り，学んだ内容をさらに深く理解し説明できるようにする（省察力（A-8））。 （2時間） |
| その他 | |
|---|---|
| 教科書 | 使用せず。 |
| 参考書 | 使用しない |
| 成績評価の方法及び基準 | 授業内テスト:期末試験で評価する。(70%)、授業参画度:毎回のリアクションペーパーで評価する。(30%) ・学期末に「授業内テスト」を行い、講義の内容が理解できたどうか及び理解したことを説明できるかどうかで、論理的・批判的思考力（A-3)を評価する。「授業参画度」を評価するために、毎回リアクションペーパーを回収し、書かれた内容を通して、問題発見・解決力（A-4)ならびに省察力(A-8)を評価する。 |
| オフィスアワー | 授業終了後または本館６階生命科学科研究室６０１に居るとき |