高校生物の新学習指導要領に対応した指導力向上の取組み～遺伝子を扱う技術について～

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(研究目的)PCR(ポリメーラーゼ連鎖反応)法と呼ばれるDNA増幅技術は, 現代分子生物学において必須の実験手法である。また, 高等学校学習指導要領「生物」には「遺伝子増幅技術に触れる」と記述されており, PCR法の原理や実社会での遺伝子判定への応用について高校生に深く考えさせるためにも, 高等学校生物の授業に導入したい実験である。そこで, 次の3点の実施を試みることを目的とした。①遺伝子組換え青いバラや青いカーネーションを用いて, PCR法による遺伝子判定実験を高等学校生物の授業に適した形で教材開発する。②広島県高等学校の生物教員で組織している自主研究会で, 開発した教材を紹介する。③開発した教材を用いて, 高等学校において授業実践を行う。(研究方法)パンジーやペチュニアの青色遺伝子(フラボノイド3', 5'水酸化酵素遺伝子)を導入し作出された遺伝子組換え青いバラや青いカーネーションを実験材料として用いて, パンジーとペチュニアのどちらの青色遺伝子を持っているのかを, PCR法と電気泳動法によって判定する教材の開発を試みた。また, 開発した教材を生物教員の自主研修会で紹介するとともに, 高等学校において授業実践することを試みた。(研究成果)①2セットのプライマーを同時に使用しPCR装置や電気泳動装置を用いて遺伝子判定実験を行うことにより, 青いバラや青いカーネーションに含まれている青色遺伝子を判定する実験教材を開発することができた。②自主研究会において, 25名の高等学校生物教員に対して本教材を紹介することができた。また, 本教材を用いた授業展開について検討することができた。③本教材を用いて2校の高等学校生物の授業において授業実践を行うことができたことから, 本教材は高等学校生物の授業で実施することが可能であることが分かった。また授業実践の結果, PCR法や電気泳動法の原理についての理解を深めることや, それらの技術の素晴らしさを実感させることができた。また, 科学的思考力を育成することにもつながると考えられた。