【生物基礎】細胞の構造と機能【授業実践備忘録】
「YUM先生は普段どんな授業をされてるんですか？」
こういった質問を同僚から、あるいはSNS上でされることが増えて参りました。
そこで、僭越ながら私がこれまで高校で行ってきた授業内容の覚え書きを綴っていきたいと思います。
今回は手始めに細胞の構造と機能についてつらつらと。
対象
高校１年生
クラスによって25〜39人というように人数に幅がある。
生徒観
正直なところ学力はあまり高くはないが、授業に対しては前向きに取り組んでいる。
授業では挙手により積極的に発言したり、活発に話し合いをしている。
教材
教科書と自作の授業プリント（ワークシートと知識の整理を兼用している）
導入ワーク
細胞については中学校２・３年の理科の授業で既に習っている。
動物細胞には細胞膜・核・細胞質、植物細胞ではそれらに加え葉緑体・液胞があることまで中学校で学んでいる。
それらのことを確認するために、白紙の状態から動物細胞と植物細胞の絵を生徒に描いてもらった。
留意点
細胞の絵といっても、顕微鏡で見えるような多数の細胞を描く生徒も出てくることがある。
今回の授業では、１個の細胞において構造と機能を理解してもらいたいので、１個の細胞を大きく描くように予め生徒に指示しておいた。
実際の生徒の回答
細胞の絵を描ける生徒とそうでない生徒にはっきりと分かれた。
ただ、白紙から描けなくても、周りの生徒と話し合う中で思い出し、描けるようになったというケースが見られた。
高校受験対策で理科の復習をしてきたかどうかによるものかもしれない。
ワークの解説
物事を本当に理解する＝図解できることでもあることを生徒に伝え、「秘伝の方法」と称し、細胞内共生説に基づいて動物細胞と植物細胞の図をそれぞれ板書した。
まず、原始的な細胞は内外を細胞膜で仕切られていて、その中には染色体（DNA）があり、細胞質基質という液体で満たされていることを示した。
この細胞質基質というのは、中学校の理科の教科書では「細胞質」と称されるが、名称が変わることを強調した。
この中の染色体は変性が起こらないように、細胞膜が変形してできた核膜によって保護されるようになり、核を形成することを示した。
時が経ち、酸素を使ってエネルギーを得る生物がこの細胞の中に入り込んだ。
この生物は細胞膜を突っ切って入り込んだので、細胞膜が周りに張り付き、二重の膜をもったミトコンドリアとなった。
こうして動物細胞が形成された。
ここまで綴ってきた細胞の進化の経緯は植物細胞も同様。
これにつけ加え、植物細胞の形成においては、光合成を行うシアノバクテリアも細胞膜を突っ切って細胞内に入り込んだことで、細胞膜が周りに張り付き、二重の膜をもった葉緑体となった。
また、植物は色素などを溜め込む液胞や、細胞の形を保持する細胞壁も形成されていることを最後に示した。
ここからは高校で初めて学ぶことであるが、バクテリア（細菌）の細胞は、染色体（DNA）が核膜に包まれない細胞として現存している。
しかし、細胞を図示する際は細胞内共生説に基づき、内外が細胞膜で仕切られ、内部にはDNAと細胞質基質があることから始めている。
ただ、バクテリアにも細胞壁はあるが、植物と細胞壁の成分が違うことを指摘した。
真核生物と原核生物
バクテリアのように、核がない細胞を原核細胞といい、それでできた生物を原核生物という。
また、動物・植物細胞のように、核がある細胞を真核細胞といい、それでできた生物を真核生物という。
細胞小器官の有無の比較
細胞をつくる構造体をまとめて細胞小器官という。
授業の後半では、原核細胞・動物細胞・植物細胞に分けて、個々の細胞小器官の有無を表にまとめて比較した。
その後、核・ミトコンドリア・葉緑体が二重の膜をもつことと、ミトコンドリア・葉緑体がそれぞれ核とは別に独自のDNAをもつことを示した。
ここで振り返り
細胞内共生説に基づいて細胞の構造と機能を解説することは、生徒にとって理解しやすかったようです。
実際、生徒がテスト勉強をしている様子を見ていたら、私が授業で説明した通りに細胞を図示して、細胞小器官の有無と役割を整理している姿がうかがえました。
ただ、動物細胞にも液胞があるという点での説明が不十分だったかなと思います。
この辺りは、理科教育力向上ラボとして製作しているEラーニングコンテンツでフォローしていきたいと思います。
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