カサンカスイソ　カラ　ハッセイ　スル　ヒドロキシルラジカル　ノ　カッセイ　ヲ　カシカ　シタ　リカジッケン　キョウザイ　カイハツ　ト　ソノ　キョウイク　コウカ

Abstract

本研究は，酵素の単元で学習した過酸化水素分解反応に関わる酵素の存在意義について，進化的側面からその重要性について再考察させることを目的とした。そして，本研究教材をバイオテクノロジーの探究活動として位置づけ，酵素とバイオテクノロジーの単元で学習する知識と実験技術を融合した発展的教材として，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のDNAに対する酸化力の強さを可視化するための最適実験条件を電気泳動法により明らかにした。また，中学・高校生を対象とした教育実践から，本教材の教育効果の検証および高等学校生物への発展的導入について考察を行った。教育実践の事前・事後アンケートの比較の結果，本教材は，酸素を利用する生物にとって過酸化水素の無毒な水への分解反応が，いかに生物学的に重要な反応であるかを生徒に気付かせることに有効であることが明らかとなった。そして，過酸化水素分解反応が，エネルギー生産に酸素を利用する生物が進化の過程で獲得した過酸化水素の毒性に対する防御機構として重要な反応であることを，進化的側面と結び付けて理解させる効果的な教材であることが明らかとなった。よって，高等学校生物への発展的教材として，今後の導入が期待された。This study aims to reorient a foundation of the existing teaching material toward putting greater focus on the importance of the evolutionarily preserved implication of the meaningfulness of the reaction to hydrogen peroxide decomposition. The study material is placed as an exploratory activity of biotechnology and considered as a developmental learning tool backed up by techniques of experiment and knowledge taught through unit learning of enzyme and biology.An experiment was designed to discover an optimum condition by electrophoresis that visualizes the DNA decomposition from hydroxyl radicals (reactive oxygen species) derived from hydrogen peroxide and ferrous iron. In addition to the educational practice conducted for junior high and 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.As the result of the pre- and post-survey, the teaching material was found to be an effective means for students to associate the biological importance with reaction to hydrogen peroxide decomposition and put an emphasis on the significance of the reaction that is an important discovery of mankind to learn the course of evolution as an organism acquires its defense mechanism against the toxicity of hydrogen peroxide while using oxygen as a source of energy. Thus, the experimental teaching material is encouraged to be introduced to high school biology class as part of progressive educational material