科目ナンバー

SS-BI3-9A20

履修条件・関連科目等

基礎的な生物学・生化学・分子生物学を学習・復習してあること。また、物理学、無機・有機化学、タンパク質化学、細胞生物学的な知識があるとより望ましい。また、実験の中では光学顕微鏡とデジタルカメラによる画像データ取得とコンピューターを使った処理や演算も学ぶが、これらの技術に関して実習時に適宜指定された資料で予習や復習をおこなうことが望ましい。

授業で使用する言語

日本語

授業で使用する言語（その他の言語）

ただし，多くの配付資料に中には，英文記載のものがある。

授業の概要

本実習では、光学顕微鏡を用いて動物を生きたまま非侵襲的に観察し、動物生理現象を定量的に捉える手法を学ぶ。具体的には光学的観察に適した透明な小型魚類などを主な生物試料として、表皮細胞の運動や筋収縮、心臓の活動、血流などを非侵襲的に可視化・定量し、その生理的なメカニズムを理解する。実習前半では透過光学顕微鏡を用い、空間解像度を規定する結像理論や、ケーラー照明に代表される適切な顕微鏡調整技術を習得する。後半では、小型魚類を含む適切なモデル生物を生きたまま光学顕微鏡下で観察し、その動態をカメラを介してコンピュータに取得し、デジタル画像解析により定量化する方法を学ぶ。本実習を通じて動的で複雑な生命現象を「見る」「測る」「理解する」力を養う。

科目目的

卒研・大学院での研究サポートとなる技術取得を目的とする。特に，生命科学の分野では必須の 光学顕微鏡を使った観察と画像処理技術を中心に，計測された数値データの解析方法を習得することを目指す。

到達目標

生理学的な現象を生きた個体や細胞で観察し、その機能を解析するための基本的な技術や考え方を習得する。さらに、観察した結果や数値化されたデータをもと、レポートとしてまとめ、その意味を考察する演習を行う。

授業計画と内容

以下の項目を中心に講義を進める（原則として数字を割り振った各項目が1回の実習に対応する）。

(1) ガイダンス
　
実習の目的、進め方、評価方法および使用機器・材料の説明

(2) 透過光学顕微鏡の基礎と生物観察
透過光学顕微鏡の基本構造と操作や、生物試料を用いた生体観察

(3)～(4) 実体顕微鏡による生きた動物の観察
(3)実体顕微鏡を用いた小型魚類の全体観察

(4)心拍、体動、血流など生理現象の観察

(5)～(7) 透過光学顕微鏡による生物観察と光学基礎
(5)倍率を規定する幾何光学と、空間解像能を規定する波動光学の体験的理解

(6)ケーラー照明法の原理やその調整法、これを用いた生物試料観察

(7) 光学顕微鏡の限界：光学的な収差や観察条件が像に与える影響の体験的理解

(8)～(9) 透過光学顕微鏡による細胞観察　
(8)位相差顕微鏡法の原理
(9)位相差顕微鏡による細胞動態の観察

(10)～(12) バイオイメージングによる生理学
(10)血流の観察と記録、解析
(11)心臓拍動の観察と記録、解析
(12)筋収縮運動の観察と記録、解析


(13)～(14) 総合実習
(13)自由課題による生命活動の観察および解析

(14)結果の整理と発表

授業時間外の学修の内容

指定したテキストやレジュメを事前に読み込むこと／授業終了後の課題提出

授業時間外の学修の内容（その他の内容等）

配布する資料の熟読が必須。また、数値実験データを扱う上で統計処理などの基礎的なスキルが求められる。

授業時間外の学修に必要な時間数／週

・毎週１回の授業が半期（前期または後期）または通年で完結するもの。１週間あたり１時間の学修を基本とします。
・毎週２回の授業が半期（前期または後期）で完結するもの。１週間あたり２時間の学修を基本とします。

成績評価の方法・基準

成績評価の方法・基準（備考）

課題や試験のフィードバック方法

授業時間内で講評・解説の時間を設ける／授業時間に限らず、manabaでフィードバックを行う

課題や試験のフィードバック方法（その他の内容等）

アクティブ・ラーニングの実施内容

PBL（課題解決型学習）／グループワーク／実習、フィールドワーク

アクティブ・ラーニングの実施内容（その他の内容等）

授業におけるICTの活用方法

その他

授業におけるICTの活用方法（その他の内容等）

PC上で解決するタイプのプログラム課題，数値計算課題，シミュレーション課題，考察課題を提供する。

実務経験のある教員による授業

いいえ

【実務経験有の場合】実務経験の内容

【実務経験有の場合】実務経験に関連する授業内容

テキスト・参考文献等

実習内容やその理解の補助となる資料を配付する。

その他特記事項

参考URL