2年 課題 組 番 氏名 ～ハーシーとチェイスの実験について～ バクテリオファージ バクテリオファージが大腸菌に感染する。 と呼ばれるウイル 何かを注入している？？ ファージと大腸菌 を分ける。 大量のファージが 大腸菌内から出てき 分 け た は ず の フ ァー ジ が大腸菌の体内に！ 注入された何かが 残っている… ハーシーとチェイスは、上図のようなバクテリオファージを用いた 実験で、遺伝子の本体が DNA であることを突き止めた。 【課題】彼らはファージを用いた実験で、どうして遺伝子の本体がタンパク質 ではなく、DNA であることがわかったのか？？ ポイント①バクテリオファージというウイルスは、どうやって大腸菌で増えて いるのだろうか？ ポイント②ファージと大腸菌を離した後に、新しいファージが大腸菌内から 出てきたのは何故だろうか？ ポイント③遺伝子の本体はタンパク質か DNA のどちらかということは わかっている。ではこの実験からどうやってそれを判別できた のだろうか？ 2年 エキスパートＡ 組 番 氏名 ～バクテリオファージの性質とは？？～ バクテリオファージの構造図 【バクテリオファージとは】 バクテリオファージは、大腸菌に 感染し、数を増やすウイルスである。 ファージの構造は単純で、タンパク 質でできた外殻と DNA しか持たない。 （←図”Protein”がタンパク質） 【バクテリオファージの性質】 バクテリオファーが大腸菌の細胞膜に 穴をあけ、物質を注入している図 ファージは大腸菌にくっつくと、尾部と呼ば れる部分（↑図の”Tail”）が大腸菌の細胞膜 （”Plasma membrane”）や細胞壁（”Cell wall”） に穴を開け、そこから「物質」を注入する。 「物質」を注入し終わった後は、外殻は激し い振動などが起きると、簡単に大腸菌から外れ るようになる。 また、「物質」を注入された大腸菌の体内か らはたくさんのファージがつくられ、やがて大 腸菌の細胞膜を破って外に飛び出していく。 まとめ (1)バクテリオファージは何でできている？ (2)バクテリオファージが大腸菌にくっついた後、外殻はどうなる？ (3)大腸菌内に注入された「物質」は、どんな性質を持つと推測できるか？ ⇒大腸菌に「物質」が注入された後、大腸菌内からファージが現れた。 このことは、注入された「物質」がファージの形質を決める物質（ファージ をつくる設計図のようなもの）、つまり遺伝子 であると推測できる。 2年 エキスパートＢ ミキサーの写真 組 番 氏名 ～ファージと大腸菌の分離方法とは？？～ ブレンダー（ミキサー） ↑ 【攪拌（かくはん） 】 「大腸菌の外側にくっついているファージが、大腸菌 に何らかの影響を及ぼしているか確かめる必要がある」 ――そこでハーシーとチェイスは、ブレンダー（日本で は「ミキサー」という名称が一般的）を使って、大腸菌 からバクテリオファージを引き離した。 ↓遠心分離機 遠心分離機の写真 【遠心分離】 「大腸菌からファージを引き離しても、大腸菌とフ ァージがごちゃごちゃ混ざっている状態では、せっか く分離した 大腸菌とファージが接することも多く、観察も難し 「バケツの水をぐるぐる振り い」 回しても水が壊れない」例で ――というわけで彼らは、遠心分離機という機械を使 遠心力のはたらきを説明する イラスト い、試験管内の大腸菌とファージを分けることにした。 遠心分離機は遠心力によって物質を分ける機械で、 遠心力は重いものほど強くはたらくため、重いものほ ど試験管の底にたまる。ちなみにファージの大きさは 25～200nm で、大腸菌の大きさは 1～３μm。 まとめ （１）なぜ、攪拌をする必要があるのか？ （２）なぜ、遠心分離をする必要があるのか？ （３）遠心分離をした結果、試験管の様子はどうなる？？ 2年 エキスパートＣ 組 番 氏名 ～タンパク質とＤＮＡの見分け方とは？？～ 【タンパク質と DNA の違い】 タンパク質と DNA の違いは様々あるが、ハーシーとチェイスが 目をつけたのは、構成している元素の違いである。 どちらも C（炭素） ・H（水素）・O（酸素）・N（窒素）を持って いるが、タンパク質は他に S（硫黄）を、一方 DNA は P（リン） を持っている。 ↑タンパク質（例） 【放射性同位体】 同じ元素で中性子の数が異なる原子のことを同位体といい、そ の中で放射能を持つもののことを放射性同位体という。簡単に言 えば、放射能を持つ元素のことだ。 放射性同位体を使えば、特定の元素をマーキング（印をつける） することによって、マーキングした元素を持つ物質の動きを確認 することができる。ハーシーとチェイスは、この特徴に目をつけ た。 ↑DNA S を放射性同位体 放射性物質 32 S 物質 A 物質 A 35 S に変えると、S を 含む物質 A の動き がわかる！ まとめ （１）タンパク質と DNA を構成している元素は何か？ （２）放射性同位体を使うメリットは何か？ （３）ハーシーとチェイスは、何の元素の放射性同位体を使ったと考えられるか？ 2年 組 番 氏名 エキスパート班： ジグソー活動 各班で話し合った内容をメモしましょう。 （Ａ）バクテリオファージの性質とは （Ｂ）ファージと大腸菌の分離方法 （Ｃ）タンパク質とＤＮＡの見分け方とは ◇課題を解くためのヒント 大腸菌とファージを分離した後、試験管の上澄みからはマーキングされ た S が、大腸菌内からはマーキングされた P が発見された。この事実は何 を表しているだろうか？ バクテリオファージ バクテリオファージが大腸菌に感染する。 と呼ばれるウイル 何かを注入している？？ ファージと大腸菌 を分ける。 大量のファージが 大腸菌内から出てき 分 け た は ず の フ ァー ジ が大腸菌の体内に！ 注入された何かが 残っている… ◇各エキスパートでわかったことを組み合わせてみよう！ Ｑ．ハーシーとチェイスはファージを用いた実験で、どうして遺伝子の本 体が タンパク質ではなく、DNA であることがわかったのか？？ ◇他の班の発表を聞いてメモしましょう。
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