実験の記録 Record

2019年12月23日 月曜日

アドバンス実験講座(第4回・第5回)

アドバンス実験講座 第4回(11月10日(日))、第5回(12月15日(日))が開催されました。

物理分野 第4回「オシロスコープによる音速測定」

 第3回に続き、デジタルオシロスコープを使っての測定を行いました。超音波マイクと超音波スピーカーで超音波を計測し、音速の測定をしました。音速はスピーカーとマイクの位相のずれから求めることができました。さらに、ドライヤーで風や温度を変えることで生じる波形の変化をオシロスコープで観察し、そのずれ方から風速や温度を推定しました。第4回ということで、実験データの処理の難易度も上がり、「計算が難しかった。」という感想が多かったですが、「学校ではできない実験ができてよかったし、難しい内容だけれども理解できるようにもう一度考えてみたい。」などの前向きな感想が聞かれました。

データの収集データの分析のようす

物理分野 第5回「半導体の性質」

今回は,LED(半導体)の性質を調べる実験をしました。電流と電圧を測定し,その関係を特性曲線で表しました。カーボン抵抗,豆電球で特性曲線を描いた後で,LEDの測定をしました。測定では,Excelとブレッドボードを使いました。発光色とエネルギーの関係を定性的に理解することができました。参加した生徒からは,「できあがるグラフを見通して,友達と話しながら実験することが楽しかった。」「光についての知識も深まったので面白かった。」などの感想が聞かれました。5回の講座を通して他校の生徒とも仲良くなり,意見を交わしながら実験を進めていました。

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化学分野 第4回「水中の硝酸イオン・亜硝酸イオンの分析」

水の汚染物質として近年問題になっている亜硝酸イオンおよび硝酸イオンについて、ザルツマン法を応用して定量を行いました。試料として水道水、外の側溝の水、ウィンナーのゆで汁などを用意し、スルファニル酸とN-(1-ナフチル)エチレンジアミンを反応させて、水中の亜硝酸イオンを発色させ、第3回の講座で扱った紫外可視分光光度計により、吸光度を測定することで濃度を求めました。「実験を通して、検量線を引くことの意味や、先を見通して実験手順を考えることの大事さがわかった。」という感想が見られました。

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化学分野 第5回「クロマトグラフィによる分析」

フラーレンの修飾反応として有名なビンゲル反応を行い、生成物を薄層クロマトグラフィ(TLC)およびカラムクロマトグラフィを用いて分離しました。まずフラーレンのトルエン溶液にブロモマロン酸ジエチルを加えて反応させ、得られた複数の生成物を分離し、目的の主生成物とそれ以外に得られた化合物について、クロマトグラフィの様子からその構造の特徴を考察しました。

また、「これまでの5回の実験を通して、見通しを持って実験を計画することや、目的を考えながら実験操作を行うことができるようになった。」などの感想が見られました。

フラーレンの反応.JPGカラムクロマトグラフィ.JPG

生物分野 第4回「大腸菌の培養と遺伝子組換え」

下村脩博士は2008年にGFPの発見でノーベル賞をもらっています。今回の講座では、大腸菌にGFP(緑色蛍光タンパク質)のDNAを入れ、大腸菌を光らせる実験を行いました。DNAを扱う細かい作業なので、マイクロピペッターを使用し実験を行いました。大腸菌にGFPのDNAとアンピシリン耐性のDNAが組み込まれたプラスミドをヒートショックで入れ、大腸菌に新たなDNAを導入し、培地で培養しました。参加者からは、「手順がたくさんで大変だったけど、遺伝子組み換えの勉強ができてよかったです。」「遺伝子組み換えについて、授業で習うより実際に実験した方が深い学びを得られるのでとても楽しかったです。」という感想が出ていました。

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生物分野 第5回「フィンガープリンティング」

犯罪現場に残されたDNAと容疑者5人のDNAを比較して、真犯人を見つけるという場面設定でDNA鑑定を行いました。DNAは、制限酵素という酵素で細かく切断できます。個人によりDNAの塩基配列が異なるので切断のされ方は異なってきます。その後、切断されたDNAを電気泳動装置で分離し、染色してDNAがどのように分離されたのかを確認し犯人を捜しました。参加者の皆さんは、見事に真犯人を捜し当てていました。参加者からは、「少量のDNAを切断して、こんなにはっきりと分けられることに驚いた。」「学校にない器具を用いて実験してみて、考える力と実験を行う力が身につきました。」という感想が出ていました。

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