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生命科学特別講義１（バイオテクノロジー）

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令和２年度以降入学者 生命科学特別講義１（バイオテクノロジー）
令和元年度以前入学者 生命科学特別講義１（バイオ工学）
教員名 茶圓茂
単位数    2 学年 2～4 開講区分 文理学部
（他学部生相互履修可）
科目群 生命科学科
学期 後期 履修区分 選択
授業形態 対面授業
授業の形態 対面授業で実施する
Blackboard ID 20234441
授業概要 ナノの領域を突き進んでいるバイオナノテクノロジーに切り込む。これまで産業分野で半導体などの電子素子のサイズを縮小する技術、ナノテクノロジーが発展し大きく社会を変えてきた。この技術はマクロなものを削っていく「トップダウン」技術であ。一方「ボトムアップ」という原子分子から高度な機能を持つ構造を創る技術が２０世紀末から提唱されている。これは生命が数十億年かけて作り上げてきたタンパク質やDNAのように原子分子からナノサイズの構造を作り上げる技術でバイオナノテクノロジーという。このバイオナノテクノロジーを解説する。さらにナノではなく。マクロなサイズで生物の構造機能を模倣するバイオミメティクスについても解説する。
授業のねらい・到達目標 ＜知識＞
・バイオ分子のサイズ、構造、精巧な認識能力、自己集合などの特徴を十分に理解し、説明できる。
・バイオ分子を観察できる顕微鏡の原理と操作法を理解し、説明できる。
・バイオ分子の構造、認識能力を医療分野に応用した技術を説明できる。
・バイオミメティクスを使った製品とその原理を十分に理解し、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）

各回の授業・事前学習・事後学習を通して，日本大学教育憲章にある以下の能力を身につけることを目標とする。
A-1（DP1・CP1)：豊かな知識・教養に基づく高い倫理観
A-3 (DP3・CP3): 論理的・批判的思考力
A-4 (DP4・CP4): 問題発見・解決力
A-5（DP5・CP5)：挑戦力
A-6（DP6・CP6)：コミュニケーション力
A-7（DP7・CP7)：リーダーシップ・協働力
A-8（DP8・CP8)：省察力
授業の形式 講義
授業の方法 板書の他に、液晶プロジェクターを用いてイラストや図などをスクリーンに投影しながら講義を行う。そのイラスト、図はBlackboard上に提示しておくので、授業前に各自、インターネットに接続しダウンロードし印刷するなり各自端末（スマホ、タブレット、パソコンなど）にファイルを保存し、予習、授業中、復習に有効利用する事。
履修条件 なし
授業計画
1 ガイダンス：授業の内容、方法や到達目標について話します。
【事前学習】シラバスを事前に確認し、授業全体の流れを理解しておくこと。 （2時間）
【事後学習】バイオナノテクノロジーが社会にもたらすもの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）
【授業形態】対面授業
2 バイオナノテクノロジーとは：
バイオナノテクノロジーの誕生の背景にあったナノテクノロジー、そしてバイオが融合したバイオナノテクノロジーへの流れについて学ぶ。
【事前学習】Blackboard配布教材「バイオナノテクノロジー」に提示された設問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】「バイオナノテクノロジー」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）
【授業形態】対面授業
3 バイオのナノ構造：
「生体内の分子機械」を具体例としてその構造を学ぶ。
【事前学習】Blackboard配布教材「バイオのナノ構造」に提示された設問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】「バイオのナノ構造」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）
【授業形態】対面授業
4 人工生体膜：
人工的に作成された生体膜にはどういう機能を持たせることができるかを学ぶ。
【事前学習】Blackboard配布教材「人工生体膜」に提示された設問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】「人工生体膜」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）
【授業形態】対面授業
5 バイオNEMS(ナノアレイ技術)：
(NEMS: Nano Electro Mechanical Systems)nm サイズの構造の電子回路とバイオが結びつくバイオNEMSは社会に何をもたらすのかを学ぶ。
【事前学習】Blackboard配布教材「バイオNEMS」に提示された設問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】「バイオNEMS」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）
【授業形態】対面授業
6 ナノ計測操作：ナノの構造物は特殊な顕微鏡を使って解析、操作されている。この顕微鏡の原理を学ぶ。
【事前学習】Blackboard配布教材「ナノ計測操作」に提示された設問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】「ナノ計測操作」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）
【授業形態】対面授業
7 DNA origami:
DNAをあたかも「折紙」のようにしてナノサイズの構造をつくる原理と応用を学ぶ。
【事前学習】Blackboard配布教材「DNA origami」に提示された設問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】「DNA origami」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）
【授業形態】対面授業
8 メディカルナノテクノロジー：
従来型の医療をナノテクが変えようとしている。その内容、問題点、、展望を学ぶ。
【事前学習】Blackboard配布教材「メディカルナノテクノロジー」に提示された設問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】「メディカルナノテクノロジー」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）
【授業形態】対面授業
9 ドラッグデリバリーシステム：
ナノテクノロジーを用いて、薬を的確に患部に送りとどける技術の原理を学ぶ。
【事前学習】Blackboard配布教材「ドラッグデリバリーシステム」に提示された設問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】「ドラッグデリバリーシステム」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）
【授業形態】対面授業
10 バイオミメティクス序論：
生物はナノからマイクロまで各階層で特徴的な構造をし機能している。この構造を模倣し、「ものつくり」にいかすバイオミメティクスを学ぶ。
【事前学習】Blackboard配布教材「バイオミメティクス序論」に提示された設問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】「バイオミメティクス序論」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）
【授業形態】対面授業
11 生物表面の高機能性を模倣したバイオミメティクス：
はすの葉の超撥水性、モルフォ蝶の鮮やかな色の鱗粉、垂直のガラス板に貼り付くヤモリなどの具体例を挙げて、その構造の詳細、及びどのように製品化されているかを学ぶ。
【事前学習】Blackboard配布教材「生物表面の高機能性を模倣したバイオミメティクス」に提示された設問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】「生物表面の高機能性を模倣したバイオミメティクス」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）
【授業形態】対面授業
12 生物の構造をメカニズムを模倣したバイオミメティクス：
音のしないフクロウの風切り羽、コオロギの気流感覚毛、タマムシの温度感受細胞などの具体例からそれらの機能となる原理を学ぶ。
【事前学習】Blackboard配布教材「生物の構造をメカニズムを模倣したバイオミメティクス」に提示された設問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】「生物の構造をメカニズムを模倣したバイオミメティクス」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）
【授業形態】対面授業
13 バイオセンサ：
酵素、抗体、結合タンパク質などの生物素子部分と電気化学デバイスを結合させて、環境の変化を捉えるバイオセンサの様々な具体例を学ぶ。
【事前学習】Blackboard配布教材「バイオセンサ」に提示された設問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】「バイオセンサ」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）
【授業形態】対面授業
14 一連の講義内容について復習する。
【事前学習】前回までに学んだ内容を十分に理解し、説明できるようにしておく。これにより「問題発見・解決力（A-4）を養う。 （2時間）
【事後学習】授業で述べた言葉等がわからないときは調べて理解する。これにより「論理的・批判的思考力（A-3）」を養う。 （2時間）
【授業形態】課題研究
15 「授業内テスト」を実施し、試験終了後に解説する
【事前学習】前回までに学んだ内容を十分に理解し、説明できるようにしておく。 （2時間）
【事後学習】自身の解答を振り返り、学んだ内容をさらに深く理解できるようにする。（省察力（A-8）） （2時間）
【授業形態】対面授業
その他
教科書 使用しない
参考書 授業中に紹介する
成績評価の方法及び基準 授業内テスト(20%)、授業内テスト(80%)
授業内テスト（８０％）、授業参画度（２０％）
学期末に「授業内テスト」を行い、その結果で評価する。毎回Blackboardに課題を設け、
その解答結果を参画度として評価する。
オフィスアワー オフィスは本館６階06050室。各回授業終了時にアポイントメントをとること。

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