TANOKAGA! ~たのしい科学~

教科書では語られない科学ネタの紹介・解説を中心とした、学生向けのブログ

このブログについて

TANOKAGA! ~たのしい科学~ へようこそ。
ここは、私が「気になった科学ネタ」「自作した動画教材」などを紹介するブログです。

教科書には詳しく載っていない事柄で、かつ授業で使えるかもしれないネタを中心に記事にしようと思います。 視聴覚素材の利用や、わかりやすい解説で、中学生や高校生が理解できる記事を書いていきたいです。
もちろん、科学に興味を持った大学生以上の方も大歓迎です。 ただ、その道の専門を学んでいる方にとっては、簡単ゆえに物足りないかも知れません。

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新しいiPad(第三世代iPad)が発売されましたね。やはりポイントは超高解像度のディスプレイ! 電子書籍端末として1台欲しいですね~。

そんな中での久しぶりのこのコーナー。iPad教育アプリの使い心地や可能性について、教師の視点から思ったことをつらつらと書きとめていくレビュー記事シリーズ。
今回紹介するアプリは、細胞内小器官を触って楽しく学べる、
「3D Cell Simulation and Stain Tool」です。

Invitrogen(インビトロジェン)という会社が配布しているこのアプリ。一般の人は聞いたことのない会社でしょう。
しかしこの会社は、生命科学系の研究をしている人にとっては超重要な会社。数々の実験器具や薬品を製造している、一流企業なのですよ。
そんな立派な企業が”教育向け”と銘打って配布しているこのアプリ。実に良くできています。細胞について楽しく学ぶことができます。授業でも使えますよ!

詳細は以下から。
外国製アプリなので表記はすべて英語です。しかしビジュアル重視のソフトなのでそんなに英語力はいりません。専門用語は別途辞書で調べればよいのです。文法なんて分からなくても大丈夫。むしろ生命科学の英単語が学べておトクと考えましょう。

このアプリの機能は大きく分けて2つ。

ひとつは、細胞(真核細胞)の模式図を3Dグラフィックスで見ることができます。
教科書に描いてある図はもちろん静止画ですが、こっちはもちろん指でグリグリ全方向見回すことができます。平面図ではイメージつきにくい、という人もこれなら細胞のイメージがつきやすいかも知れませんね。

ipad_3dcell_2.jpg
よくある一般的な細胞模式図。グリグリ動かせるのがメリット

3Dモデル中にある細胞小器官をタップすると、その器官の詳細が表示されます。隠れ機能です。

ipad_3dcell_5.jpg
ミトコンドリアをタップしてその詳細を表示しているところ。左の写真は、実際のミトコンドリアを薬品で色づけ(染色)したもの。ピンク色の小さい一点一点がミトコンドリア。一つの細胞中に数千個はあろう。右側のリストはこのアプリのもう一つのポイント。後述します

おまけ機能として、細胞の動きを捉えた動画コレクションも見ることができます。
このような動画は、専門の大学や研究機関のホームページで見ることはできるものの、探し出したりする手間がかかりがち。これならお手軽に見られます。

ipad_3dcell_3.jpg
アクチンチューブリン(いわゆる細胞の骨格)の動きを捉えた動画。細胞がダイナミックに動いていることが分かります。この色もすべて人工的につけたもの。実際はこのような色をしているわけではないので注意

そしてこのアプリのもう一つの機能・・・それは

ヒトの細胞を好みの薬品で処理し、含まれる小器官の様子を観察できるシミュレート機能!
これがすごいんです!

そもそも細胞の中には、核やミトコンドリアやゴルジ体など、様々な小器官があり、それらが専門的な機能を果たすことによって細胞としての生命活動が維持できているわけです。つまり細胞小器官の働きを調べることが生命科学研究の基本となっているわけです。
しかし、細胞小器官は小さすぎて、肉眼で観察することができません。核については、中学校の理科で「酢酸カーミン」や「乳酸オルセイン」といった薬品で染めて見た経験があるでしょう。が、せいぜい中学校ではそこまで。もっと他の小器官も任意の色に染めることができれば、どんなに楽でしょうか。
というわけで、様々な小器官を染色して観察するための薬品が開発されてきました。Invitrogenもそんな薬品を開発・販売している会社。

このアプリのCell stainモードでは、Invitrogenが販売している染色薬をヒトの細胞に適用したらどんなふうに見えるのか、がシミュレートできます。つまり、簡単に言うと、ヒトの細胞の小器官が観察できちゃうのです。
染めたい小器官をタップすると、色リストが出ます。この中から、染めたい色を選択します。最近は一つの小器官を複数の色で染められるようになってるのですね。染めたい色をタップすると、さらに薬品リストが表示されます。適当に薬品をタップしましょう。すると小器官が希望の色で染められて、観察することができます。
この染色薬は掛け合わせが可能で、4つまでの薬品で同時処理するところまでシミュレートしてくれます。

これで、実際の小器官はどこに、どんな感じで、どんな大きさで存在しているのか、じっくり観察することが可能になるのです!

ipad_3dcell_4.jpg
細胞核をDAPIという青色に染める薬品で、さらにミトコンドリアをMitoTrackerというピンク色に染める薬品で処理したところ。ミトコンドリアはまんべんなくというよりは核寄りに存在しているように見える(どこの組織細胞かや、細胞の分裂時期によって変動する可能性もあるかも)

ちなみに薬品リストのところには、なにやら注文ボタンのようなものも・・・。どうやらこのアプリから薬品の発注ができるようですね。なるほど、Invitrogenがこのアプリを無料で配っているのには、こんな広告戦略があったようです。

総評です。
細胞の3D模式図もいいですが、やはり注目すべきは染色シミュレーターでしょう。

教科書に載っている模式図では、細胞小器官をわかりやすく、目立たせるためにわざとミトコンドリア等がでっかく描かれていることが多いです。さらに物によっては、1つの細胞中に1つのミトコンドリアしかないようなものまであります。しかし実際は前述のように、ミトコンドリアは非常に小型ですし、1つの真核細胞中に複数存在しています。教科書にある図だけでは、生徒たちに誤解が生じる可能性があるのではないかと私は前から思っていました。

そんな誤解を生まないためには、ホンモノの細胞を見せてあげるのが一番ではないでしょうか。このアプリはそれを、実にお手軽に実現させてくれます。
これを取り入れるとしたら高校生物が適切でしょうが、場合によっては中学生物分野でもできそうな気がします。むしろそっちの方が良いかな?
世の理科の先生方、このアプリを生物の授業に取り入れてみてはいかがでしょうか!?(と、生意気な若造が申しております・・・)

※ その他のレビュー記事は、右側のタグ一覧から「学習&教育ソフトウェア」タグをクリックすることで一覧を見ることができます。
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2012.07.12 17:13  | # [ 編集 ]













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