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生命物理化学２
| 令和元年度以前入学者 | 生命物理化学２ | ||||
|---|---|---|---|---|---|
| 教員名 | 茶圓茂 | ||||
| 単位数 | 2 | 学年 | 2 | 開講区分 | 文理学部 |
| 科目群 | 生命科学科 | ||||
| 学期 | 後期 | 履修区分 | 必修 | ||
| 授業の形態 | オンデマンド型の遠隔授業（Blackboard を用いて、資料（動画・スライド）を配信し、掲示板を用いて教員から学生への達成度確認小テスト、学生から教員への質問など、教員、学生の双方向のやり取りをする。）12回と課題研究３回を組み合わせる。 Blackboard ID: 20203480 |
|---|---|
| 授業概要 | 巨大分子の合成, 分子輸送, 細胞運動など, 生体内ではさまざまな仕事が行われている。その仕事はエネルギーから変換されたもので, そのエネルギーのうち生体内仕事に変換できなかった残りは熱になり, 生体内の化学反応を進めている。 このエネルギー, 仕事, 熱は相互に変換できる「概念」として, 「熱力学」で説明されている。この授業では生命現象を熱力学の側面から解釈する「生体熱力学」を展開し, 重要な概念である「自由エネルギー」を解説する。そして 生体内のタンパク質分子を「自由エネルギー変換機械」として捉え直して、さまざまな生命現象を説明する。 |
| 授業のねらい・到達目標 | ＜知識＞ ・エネルギー, 仕事, 熱は互いに変換できることを学習し、熱力学第一, 第二法則を説明できる。 ・自由エネルギーを熱力学第一, 第二法則から導き出し, 自由エネルギーとは何かを説明できる。 ・化学ポテンシャル, 電気化学ポテンシャルとは何かを説明できる。 ・バクテリアのべん毛モーターの回転運動の原理を説明できる。 ・ミトコンドリアのATP合成酵素の回転モーターのエネルギー変換効率が高いことを説明できる。 ＜能力＞ この科目は文理学部生命科学科（学士（理学））のディプロマポリシーDP3,4,8に対応している。およびカリキュラムポリシーCP3, 4, 8に対応している。 ・既存の知識にとらわれることなく, 物事を論理的・批判的に説明できる（DP3-2) ・日常生活における現象に潜む科学的問題を見出し,専門的知識に基づいて説明できる（DP4-2) ・継続的に自分の学修経験を振り返り, 分析することができる（DP8-2) |
| 授業の方法 | 授業実施日（12回）にblackboardを通して、オンデマンド教材を配信する（各回15分程度✕３）。受講生はその教材を視聴し学修すること。また課題を解き、指定期日までに指定の様式で提出すること。Blackboardの掲示板機能を通して「質問」と「議論」の機会を提供する |
| 履修条件 | なし |
| 授業計画 | |
|---|---|
| 1 |
熱と内部エネルギーについて（オンデマンド授業）
【事前学習】Blackboard配布教材「熱と内部エネルギー」に提示された設問（赤字表示）に対して自分なりの考えをまとめておく。これにより「問題発見・解決力（A-4）」を養う。 （2時間） 【事後学習】「熱と内部エネルギー」教材の設問の答えを授業で確認し, 事前の自分の考えと照らし合わせ修正, 内容を説明できるようにする。これにより「論理的・批判的思考力（A-3）」を養う。 （2時間） |
| 2 |
熱力学第一法則について（オンデマンド授業）
【事前学習】Blackboard配布教材「熱力学第一法則」に提示された設問（赤字表示）に対して自分なりの考えをまとめておく。これにより「問題発見・解決力（A-4）」を養う。 （2時間） 【事後学習】「熱力学第一法則」教材の設問の答えを授業で確認し, 事前の自分の考えと照らし合わせ修正, 内容を説明できるようにする。これにより「論理的・批判的思考力（A-3）」を養う。 （2時間） |
| 3 |
熱力学第二法則（エントロピー）について（オンデマンド授業）
【事前学習】Blackboard配布教材「熱力学第二法則（エントロピー）」に提示された設問（赤字表示）に対して自分なりの考えをまとめておく。これにより「問題発見・解決力（A-4）」を養う。 （2時間） 【事後学習】「熱力学第二法則（エントロピー）」教材の設問の答えを授業で確認し, 事前の自分の考えと照らし合わせ修正, 内容を説明できるようにする。これにより「論理的・批判的思考力（A-3）」を養う。 （2時間） |
| 4 |
自由エネルギーとは何か？（オンデマンド授業）
【事前学習】Blackboard配布教材「自由エネルギー」に提示された設問（赤字表示）に対して自分なりの考えをまとめておく。これにより「問題発見・解決力（A-4）」を養う。 （2時間） 【事後学習】「自由エネルギー」教材の設問の答えを授業で確認し, 事前の自分の考えと照らし合わせ修正, 内容を説明できるようにする。これにより「論理的・批判的思考力（A-3）」を養う。 （2時間） |
| 5 |
化学反応と自由エネルギー（オンデマンド授業）
【事前学習】Blackboard配布教材「化学反応と自由エネルギー」に提示された設問（赤字表示）に対して自分なりの考えをまとめておく。これにより「問題発見・解決力（A-4）」を養う。 （2時間） 【事後学習】「化学反応と自由エネルギー」教材の設問の答えを授業で確認し, 事前の自分の考えと照らし合わせ修正, 内容を説明できるようにする。これにより「論理的・批判的思考力（A-3）」を養う。 （2時間） |
| 6 |
化学ポテンシャル（オンデマンド授業）
【事前学習】Blackboard配布教材「化学ポテンシャル」に提示された設問（赤字表示）に対して自分なりの考えをまとめておく。これにより「問題発見・解決力（A-4）」を養う。 （2時間） 【事後学習】「化学ポテンシャル」教材の設問の答えを授業で確認し, 事前の自分の考えと照らし合わせ修正, 内容を説明できるようにする。これにより「論理的・批判的思考力（A-3）」を養う。 （2時間） |
| 7 |
電気化学ポテンシャル（オンデマンド授業）
【事前学習】Blackboard配布教材「電気化学ポテンシャル」に提示された設問（赤字表示）に対して自分なりの考えをまとめておく。これにより「問題発見・解決力（A-4）」を養う。 （2時間） 【事後学習】「電気化学ポテンシャル」教材の設問の答えを授業で確認し, 事前の自分の考えと照らし合わせ修正, 内容を説明できるようにする。これにより「論理的・批判的思考力（A-3）」を養う。 （2時間） |
| 8 |
べん毛モーターの動作原理（オンデマンド授業）
【事前学習】Blackboard配布教材「べん毛モーターの動作原理」に提示された設問（赤字表示）に対して自分なりの考えをまとめておく。これにより「問題発見・解決力（A-4）」を養う。 （2時間） 【事後学習】「べん毛モーターの動作原理」教材の設問の答えを授業で確認し, 事前の自分の考えと照らし合わせ修正, 内容を説明できるようにする。これにより「論理的・批判的思考力（A-3）」を養う。 （2時間） |
| 9 |
生体内回転モーター（オンデマンド授業）
【事前学習】Blackboard配布教材「生体内回転モーター」に提示された設問（赤字表示）に対して自分なりの考えをまとめておく。これにより「問題発見・解決力（A-4）」を養う。 （2時間） 【事後学習】「生体内回転モーター」教材の設問の答えを授業で確認し, 事前の自分の考えと照らし合わせ修正, 内容を説明できるようにする。これにより「論理的・批判的思考力（A-3）」を養う。 （2時間） |
| 10 |
生体内回転モーターのエネルギー変換効率（オンデマンド授業）
【事前学習】Blackboard配布教材「生体内回転モーターのエネルギー変換効率」に提示された設問（赤字表示）に対して自分なりの考えをまとめておく。これにより「問題発見・解決力（A-4）」を養う。 （2時間） 【事後学習】「生体内回転モーターのエネルギー変換効率」教材の設問の答えを授業で確認し, 事前の自分の考えと照らし合わせ修正, 内容を説明できるようにする。これにより「論理的・批判的思考力（A-3）」を養う。 （2時間） |
| 11 |
細胞のエネルギーATP, NADH（オンデマンド授業）
【事前学習】Blackboard配布教材「細胞のエネルギーATP, NADH」に提示された設問（赤字表示）に対して自分なりの考えをまとめておく。これにより「問題発見・解決力（A-4）」を養う。 （2時間） 【事後学習】「細胞のエネルギーATP, NADH」教材の設問の答えを授業で確認し, 事前の自分の考えと照らし合わせ修正, 内容を説明できるようにする。これにより「論理的・批判的思考力（A-3）」を養う。 （2時間） |
| 12 |
静止電位, 活動電位（オンデマンド授業）
【事前学習】Blackboard配布教材「静止電位, 活動電位」に提示された設問（赤字表示）に対して自分なりの考えをまとめておく。これにより「問題発見・解決力（A-4）」を養う。 （2時間） 【事後学習】「静止電位, 活動電位」教材の設問の答えを授業で確認し, 事前の自分の考えと照らし合わせ修正, 内容を説明できるようにする。これにより「論理的・批判的思考力（A-3）」を養う。 （2時間） |
| 13 |
『理解度の確認とまとめ1』（課題研究） 第１回～４回の内容について理解を深める。 【事前学習】第１回～４回の内容を復習しておく。 （3時間） 【事後学習】理解度の確認とまとめ１の課題研究のレポートを翌週提出すること。 （2時間） |
| 14 |
『理解度の確認とまとめ2』（課題研究） 第5回～8回の内容について理解を深める。 【事前学習】第5回～8回の内容を復習しておく。 （3時間） 【事後学習】理解度の確認とまとめ2の課題研究のレポートを翌週提出すること。 （2時間） |
| 15 |
『理解度の確認とまとめ3』（課題研究） 第9回～12回の内容について理解を深める。 【事前学習】第9回～12回の内容を復習しておく。 （3時間） 【事後学習】理解度の確認とまとめ3の課題研究のレポートを翌週提出すること。 （2時間） |
| その他 | |
|---|---|
| 教科書 | なし |
| 参考書 | 授業中に紹介する |
| 成績評価の方法及び基準 | レポート(40%)、授業参画度(60%) レポート：3回の課題研究に対するレポーを提出してもらい、その点数を評価する。 授業参画度：オンデマンド教材の視聴状況と各回での小テストの回答状況を評価する。 |
| オフィスアワー | オフィスは本館６階生命科学科と化学科の共用研究室06050室。各回授業終了時にアポイントメントをとること。 |