資源植物環境学-2005

講師	谷口光隆教授, 三宅博教授
開講部局	農学部／生命農学研究科 2005年度後期
対象者	農学部資源生物環境学科2年生 (2単位・週1回全15回)

授業の内容

植物を特徴づける機能として光合成があげられます。光合成は地球の物質循環を規定する因子であり、光合成効率の最適化や向上が生命科学の重要課題の一つとされています。本授業では、光合成の光化学反応と炭酸固定反応に関する生理学、生化学を詳しく講述します。さらに、高温や乾燥気候に適応進化した光合成様式の多様性を学ぶとともに、その代謝機能と密接に関連した組織・細胞構造の分化についても紹介します・また、移動できない植物が環境の変化を敏感に感知し、防御や適応を行う分子機構についても講述します。この授業から植物の生産性や生存能力の向上を目指した研究に興味をもっていただければ幸いです。

授業の工夫

私は、e-Learning システムである WebCT (Web Course Tools) を授業の補助として用いています。すなわち、授業で使用したパワーポイントのスライドや質問に対する回答をホームページ上で受講学生に公開しているわけです。学生は、いつどこからでもこのホームページにアクセスでき、授業の復習を行うことができます。ホームページ上では、学生とのコミュニケーションの場となる BBS（掲示板）、講義の目的、講義の要約、質問に対する回答（Q＆A）、パワーポイント資料、前年度の試験問題とその解答を掲載しています。

毎回の授業前に学生に紙を配り、授業に対する質問、感想、意見を書かせ、授業終了時に回収しています。90 分の授業時間内では用意したプリントの説明を行うだけで精一杯であり、学生とのコミュニケーションに時間を費やすことはほとんどできません。そこで、毎回、学生に質問・感想を記入してもらうことで、どの項目が理解できていないか、授業を学生がどう評価しているかが良くわかるようになりました。板書の文字は大きく順序立てて書くことや、青色のチョークは見えにくいので使用を控えるなど基本的な授業スキルも教わりました。授業内容に関する質問に対しては、次回の授業までに回答をホームページに載せるようにしています。この Q＆A は質問した本人だけではなく、他の学生にとっても理解を深める上で重要な資料となりますし、私にとってもどのような点がうまく説明できていなかったかを知り、次回の授業を改善するための反省材料になります。

今後工夫する点として、ホームページ上の BBS を積極的に利用したコミュニケーションを進めていこうと考えています。学生が授業で疑問に思ったことやアイデアなどを BBS に書き込み、他の学生や私がそれに返答することで授業内容に対する理解を深め、授業時間外の学習を促し、得られた情報の共有を図りたいと思います。

授業の目標

本講義では光合成を中心として、資源植物の構造と機能の多様性、環境ストレスと植物の反応、植物の進化と環境適応について講述する。

習得していただきたい項目：

植物の進化と適応
葉緑体の構造
光化学反応
カルビン回路
C4 光合成
CAM 型光合成
物質輸送
光環境

授業の位置づけ

この授業は、農学部資源生物環境学科２年生が主な対象です。光合成については１年次に「生物学基礎 I」で少しだけ学びますが、本授業では主に高等植物の光合成に関して、生理学、細胞生物学、生化学の観点からさらに深く講述します。本授業は、以降に受講する植物に関する実験実習や専門科目の基礎となります。

教科書

プリントを配布する。

参考書

桜井英博他著
「植物生理学入門三訂版」（培風館、2001）
幸田恭則、桃木芳枝編著
「植物生理学-分子から個体へ」（三共出版、2003）
Hans-Walter Heldt 著、金井龍二訳
「植物生化学」（シュプリンガー・フェアラーク東京、2000）
Lincoln Taiz ＆ Eduardo Zeiger 編，西谷和彦，島崎研一郎監訳
「テイツザイガー植物生理学第３版」（培風館、2004）

参考資料

プリントで引用した文献

桜井英博他著
「植物生理学入門三訂版」(培風館、2001）
幸田恭則，桃木芳枝編著
「植物生理学-分子から個体へ」（三共出版、2003）
Lincoln Taiz ＆ Eduardo Zeiger 編，西谷和彦，島崎研一郎監訳
「テイツザイガー植物生理学第３版」（培風館、2004）
Hans-Walter Heldt 著，金井龍二訳
「植物生化学」（シュプリンガー・フェアラーク東京、2000）
Bob B. Buchanan 他編，杉山達夫監修
「植物の生化学・分子生物学」（学会出版センター、2005）
渡邊昭他監修
「植物細胞工学シリーズ 11 植物の環境応答」（秀潤社、1999）
和田正三他監修
「植物細胞工学シリーズ 16 植物の光センシング」（秀潤社、2001）
Walter Larcher 著，佐伯敏郎，舘野正樹監訳
「植物生態生理学第２版」（シュプリンガー・フェアラーク東京、2004）
鈴木孝仁監修
「視覚でとらえるフォトサイエンス生物図録」（数研出版、2000）
佐藤公行編
「朝倉植物生理学講座 3 光合成」（朝倉書店、2002）
寺島一郎編
「朝倉植物生理学講座 5 環境応答」（朝倉書店、2001）
西田晃二郎著
「光合成の暗反応」（東京大学出版会、1986）
Carl Branden ＆ John Tooze 著，勝部幸輝他監訳
「タンパク質の構造入門第２版」（ニュートンプレス、2000）
Neil A. Campbell ＆ Jane B. Reece「Biology 6th edition」（Benjamin Cummings、2002）

課題

平成 16 年度試験問題

スケジュール

回	講義内容
1	光合成についてのおさらい
2	水生、陸生環境と植物の適応進化
3	葉緑体の個発生と系統発生，葉緑体の微細構造
4	酸化還元電位と電子伝達系，光化学反応，ATP合成
5	カルビン回路、光呼吸とグリコール酸経路
6	C4型光合成１：その特徴と代謝経路
7	C4型光合成２：サブタイプ、構造と機能の結びつき
8	C3光合成とC4光合成の特性比較
9	CO2濃縮機構
10	C4様光合成、細胞間の代謝産物輸送
11	生体膜間の代謝産物輸送
12	CAM型光合成
13	光環境１：光強度の変動に対する植物の適応
14	光環境２：光情報の受容とシグナル伝達
15	光環境３：光阻害