岐阜大学教育学部研究報告

教育実践研究第７巻（２００５）

高等学校における
DNA 簡易抽出実験に関する教材開発
Development of teaching material for
DNA extraction method practicable at high school＊＊＊

伊左治錦司 ・松本省吾
ISAJI Kinji*, MATSUMOTO Shogo**
キーワード：

DNA 簡易抽出，ブロッコリー，鶏レバー，ヒト口腔粘膜細胞!．はじめにヒトをはじめとする様々な動植物や微生物のゲノム解読など，近年，DNA の研究の進展はめざましく，遺伝子組み換え食品，遺伝子治療，DNA 鑑定などのバイオテクノロジーは今や，学問や研究の世界だけでなく一般の生活にも急速に浸透してきている。しかしながら，これらの原理や技術については，メディア上で様々な専門用語や略語が飛び交い，難解な印象が先立ち正しい理解と判断を妨げている面がある。このような状況の中では，まず DNA を少しでも身近に感じることが大切だと考え，
DNA 研究の第一歩である「DNA 抽出」の高等学校理科（生物分野）への導入に取り組むことにした。
高等学校の生物においては，メンデルの法則から最先端の組み換え DNA 技術に至るまでの一連の流れを歴史的に振り返り，これらの技術の将来を考えさせるカリキュラムが組まれている。しかし，この分野は容易にできる実験も少なく，かつ自分自身の目で確認できない内容を含んだものが多いため，多くの生徒にとっては学習後も難解な印象だけが残り，DNA に対する正しい理解を養うには至っていない。平成１５年度より始まった新教育課程用の教科書には，DNA をはじめとした分子生物学分野の記載が格段に増えていることから，DNA 簡易抽出のような DNA をより平易にかつ身近なものとして実感させられる教材・実験の開発は重要であると考えられる。
従来から行われているフェノール・クロロフォルム法に代表される生物材料からの DNA 抽出法は，危険な薬品や遠心分離器といった特別な器具が必要であり，高校の授業で行うことはほとんど不可能であった。しかし最近，鶏のレバーやブロッコリーなどからの DNA 簡易抽出法が開発され（森田，１９９７），多くの先生方により，様々な材料で検討，実践が行われている。
岐阜県でも青少年のための科学の祭典岐阜大会（２００
３年７月）において，「キッチンでできる！食物からの，DNA・遺伝子抽出実験」と題して小中学生向けの実験講座（ブロッコリーから DNA を抽出，
２
５名参加）が行われた（江口ら
２００３）。実験後のアンケートでは，「食べ物には DNA・遺伝子が入っていることを知っていましたか」という質問に対しては，「よく知っていた」（３），と「少し知っていた」（８）をあわせても半数以下にとどまり，「あまり知らなかった」（５），「全然知らなかった」（９）が半数を超えるという状況があった。対象はまだ遺伝子についてほとんど学んだことのない小中学生であることから，これらの数字も驚くには至らないが，DNA の認知度の低さを表している。また，１
９名の児童，生徒が感想として「楽しかった」あるいは「やや楽しかった」と答えていることは，実験自身のイ
ンパクトの強さを物語っており，後述する高校生対象の実験後のアンケートでも，初めて目にする DNA にほとんどの生徒が新鮮な驚きを感じていることを考えると，このような実験を高等学校の授業に取り入れることは大変有意義であると考える。
本実践研究では，多方面で行われるようになってきたブロッコリーや鶏のレバーからの DNA 抽出実験を実際の高校現場での授業に取り入れ実践する中で，問題点について検証してみた。あわせて，ヒトの組織からの DNA 抽出実験＊

岐阜大学大学院教育学研究科（東濃高校教諭） Graduate School Pedagogy Graduate Course＊＊

岐阜大学教育学部 Department of Biology―６９―岐阜大学教育学部研究報告

教育実践研究

第７巻（２
０
０５）

についても検討し，実践してみた。
!．ブロッコリーおよび鶏レバーからの DNA 抽出実験の検討と授業実践
１．DNA 抽出実験方法の検討
DNA の簡易抽出実験の材料は，植物ではブロッコリー以外にタマネギ（斉藤２００２）や納豆菌（横山２００１）を用いた方法が開発されており，動物では魚の精巣を使ったものなども有名である（数件出版生物Ⅰ教科書）がいくつか試した中では，析出する DNA 量や観察のしやすさ，材料の入手しやすさなどから，ブロッコリーと鶏レバーが最も優れていた。
ブロッコリーからの DNA 抽出法は，社団法人
か，遺伝子組み換え農作物

農林水産先端技術産業振興センターのパンフレット「知っています

入門プログラム」に記されているものを若干改良したものであり，鶏レバーからの DNA

抽出法は森田（１９９７）の方法を同じく若干改良したものである。
それぞれの実験手順の概略を以下に示す。
（１）ブロッコリーからの DNA 抽出法①水１００ml に食塩１２g と中性洗剤一搾り（約１ml）を加え，DNA 抽出液を作る（中性洗剤は細胞膜や核膜の脂質を破壊する。また，食塩は DNA とタンパク質の結合を切ると考えられている）。
②ブロッコリー１房分のつぼみの先だけをはさみで切り落とし（５〜１０g 程度），すり鉢に入れ粒が見えなくなるまですりこぎですりつぶす。
③すりつぶしたブロッコリーに DNA 抽出液を５０ml 程度加え，１０分程度静置しておく。
④タンパク質を変性させるために，ビーカーに移し，５分ほど湯煎する（省略化）。
⑤別のビーカーに茶こしをのせ，湯煎したもの（湯煎しなかった場合は静置しておいたもの）をこす。
⑥ビーカーを氷水に入れてよく冷やす。
⑦ビーカーの液の２倍量程度の冷やしたエタノールを，割り箸を伝わらせながら静かに注ぐ。
⑧高塩濃度下では DNA はエタノールに溶けないという性質があり，２つの層の間にふわふわした白いもの（DNA）が現れる（図１）。

図１

析出した DNA（２）鶏レバーからの DNA 抽出法①ニワトリのレバー１塊（２０g 程度）を１搾りの中性洗剤（約１ml）および等量の氷（２０g 程度）とともにミキサーでよくすりつぶす。
②すりつぶしたものをビーカーに２０ml 程度とり，２mol/l 食塩水２０ml を加えかき混ぜた後，タンパク質が白っぽく凝固するまで複数回に分けて計５分ほど電子レンジで加熱する。
③ビーカーに２枚重ねのガーゼを広げ，加熱したものをこす。
④氷水でよく冷やした後，２倍量の冷やしたエタノールを注ぐ。
⑤析出した粗 DNA をピンセットでつまみ，別のビーカーに入れる。
⑥食塩水を２０ml 程度加え，よく溶かす。
⑦再び計５分ほど電子レンジで加熱した後，ひだ折にしたろ紙でろ過し氷水で冷却する。
⑦ビーカーの液の２倍量の冷やしたエタノールを割り箸を伝わらせながら静かに注ぐ。
⑧境界面に DNA が析出する。
いくつかの改良点と注意すべき点を以下に示す。
（１）ブロッコリーからの DNA 抽出法について
・DNA 抽出液を加え１０分静置後，湯煎による加熱操作を加えた。加熱操作を行うことによって，タンパク質（ヒス―７０―高等学校における DNA 簡易抽出実験に関する教材開発

伊左治錦司・松本省吾

トン）を変性させ，DNA 収量を増加させる効果がある。DNA を見るだけであったら，この操作を行わなくても問題はないので，実験プリントでは「省略可」とし，授業実践においても加熱操作は行わなかった。
（２）鶏レバーからの DNA 抽出法について
・実験手順に示した電子レンジで数回に分けて穏やかに加熱する方法は，教卓で行う演示実験では有効であろうと思われるが，加熱度合いがわかりにくいことや，生徒のグループ数が多くなってくると操作が煩雑になってしまうことなどがあるので，今回は湯煎により加熱（ガスバーナー）した。この場合，エタノールを大量に使い，同時に加熱操作（ガスバーナー）も行うので，安全性への配慮が重要となる。本実践では生徒への周知徹底に加えて，湯煎操作は別の実験机で行うようにした。
２．授業実践
岐阜県立東濃高等学校の３年生理系の生物選択者に対して，生物Ⅱ（旧課程）の授業の一環として，資料１の実験プリントで１クラス，およびそれを簡略化した資料２の実験プリントを用いてもう１クラス授業実践を行った。
（１）授業実践１（資料１の実験プリントを用いた授業実践）
１クラス目の実践では，実験プリントの通り，ブロッコリーと鶏レバーの両方を行った。実際はこの２つの実験を
１時間の授業に収めることはほとんど不可能だが，TT という授業形態（教員２人，さらに理科助手をあわせて３人体制）のもとで，１
８人クラスを１０人と８人に分け，２人１組でブロッコリーまたは鶏レバーからの DNA 抽出を行った。
実験の指導は，２人の教員が分担して行い，実験の最終段階であるエタノール沈殿以降の操作については合同で行い，比較検討ができるように考慮した。以下は生徒の考察および感想と反省より抜粋したものである。
・あんな風にして DNA がとれるとは思わなかったし，思ったよりもきれいにとれたのでびっくりした。あの中には，どれくらいの DNA が入っているのだろうか。
・レバーの臭いが強烈だったけど，初めて見た DNA にはちょっと感動した。
・DNA は自分が思っていたのと違っていたので勉強になりました。
資料１

―７
１―

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教育実践研究

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・他の動物の DNA も抽出してみたい。
・自分の DNA も見てみたいと思いました。他の植物でもとれるのだろうか。
・実験はとても忙しかったけど，スムースにできた。
・レバーの方が大量に DNA がとれたが，白いもやもや状のものという点では，どちらも同じだった。
かなり時間に追われる実験ではあったが，生徒は動物にも植物にも同じように DNA が含まれていることをつかめたようである。しかしながら，TT という授業形態がとれない場合は，実験内容を削減しないと時間内に行うことは困難と思われた。
また，多くの生徒が「自分自身の DNA も見てみたい」と答えており，「次はヒト」を対象にやってみたいと感じたようである。中には，得られた DNA について，どのくらいの量なのか，本当に DNA なのかという疑問を持った生徒もいたようである。この点については，３．
DNA の純度と電気泳動で述べる。
実験後の自己評価では，「実験は楽しくできたか」という質問に対しては，１８名中１４名の生徒が５段階評価で「５」，残り４名が「４」であった。
「内容が理解できたか」という質問に対しては９名が「５」，６名が「４」，３名が「３」と理解度についてはおおむね良好であった（２）授業実践２（資料２の実験プリントを用いた授業実践）
資料１の実験プリントを大幅に削減し，１時間の授業の中でできるものに工夫したのが資料２の実験プリント

資料２

である。
資料２では，生徒が実際に取り組むのはブロッコリーの DNA 抽出だけにして，鶏レバーの DNA 抽出は実験の様子を撮影したビデオを視聴させた。ビデオは１０分間に編集したもので，ブロッコリーの DNA 抽出の待ち時間を利用した。以下は，生徒の感想と反省の抜粋である。
・初めて見た DNA に感動した。
・実験はうまくできた。でも，あまり DNA という感じはしなかった。
・洗剤やエタノールで DNA が抽出できるなんて驚いた。
・今日はビデオを見たり，実際に DNA を取り出すことができて楽しかった。どんなものにでも本当に DNAはあるんだって知ることができました。鶏より，ブロッコリーの DNA の方が透明できれいでした。
実験後の自己評価では，９割以上の生徒が楽しくできた，かつ理解できたと答えているが，実験の難易度を考えると，高校３年生の生物Ⅱで扱うよりも，１年生や２年生の遺伝あるいは遺伝子の分野の導入で扱うのも良いという印象を受けた。
３．DNA 純度測定と電気泳動
前述の生徒の感想に，「あの中にはどれくらいの DNA が入っているのだろうか」とか，「あまり DNA という感じはしなかった」とあるように，簡易法で抽出された DNA が本当に DNA なのだろうか，DNA だとしたらどのくらいの純度なのか，という疑問があった。そのような疑問に対処するために，追加実験として，DNA をいくつかの染色液で染めてみるなどの方法が考えられる。例えば，得られた沈殿を再び水にとかしてろ紙などにプロットし，酢酸カーミン
等で染色した後，脱色するなどの方法がある（森田２００３）。しかし実際に行ってみると操作が煩雑で，しかも結果がわ―７２―

高等学校における DNA 簡易抽出実験に関する教材開発

かりにくかった。そこで，これらの実験は伊左治錦司・松本省吾

資料３

演示あるいは発展実験にとどめることとした。
一方，私は以前，森田（１９９７）の方法による鶏レバーからの DNA 抽出やブロッコ
リーからの DNA 抽出実験において，「得られた DNA については染色などによって確認することはできるが，実際どれくらいの純度で抽出できているかはわからない」という話を聞いた。DNA の抽出の後には第２段 階 と し て DNA 解 析 が あ り，得 ら れ た
DNA の純度が解析に影響する。そこで，教員側のバックグラウンドとして，得られたDNA を研究室レベルで解析し，純度を知っておくことが必要だと考え，ブロッコリー
から簡易抽出法（実験プリントの方法）および研究室レベルの抽出法である CTAB
法（資料３に示す）で得られた DNA について以下の（１）〜（３）に示す３つの実験を行い比較した。
（１）DNA 純度の測定
DNA の濃度や純度を測定するためには，
一般に紫外線分光光度計による吸光度の測定が行われる。DNA 溶液は波長２６０nm の紫外線をよく吸収する性質があり，吸光度は DNA 量に比例するので，吸光度から DNA 溶液の濃度を計算できる。また，OD２
６
０／OD２
８
０Ratio を計算することによっておおよその純度を推定できる。一般には OD２
６
０／OD２
８
０Ratio が１．
８の場合がタンパク質の混在が少ない純粋な DNA 溶液である。
CTAB 法および簡易法それぞれの手法で得られた DNA をピペットで集め，沈殿・乾燥させた後，TE バッファー（１０mM Tris-HCl pH７．
５，１mM EDTA）に溶解し希釈したものを紫外線分光光度計で，波長２
０
０nm〜３
５
０nm まで連続的に吸光度を測定した（図２）。
①の簡易抽出法によるものと"①②の CTAB 法によるものいずれも２６０nm に吸収極大が見られ，
DNA 溶液特有の波形を示している。溶液の濃度についても両者とも一般的な核酸分析に必要十分な量であった。
また OD２
６０／OD２
８０Ratio は①が１．
９８，②が１．
９
５５であった。
（２）DNA の電気泳動
DNA 分子は負に 帯 電 し て おり，
アガロースゲル（一般に１０００塩基以上のヌクレオチド鎖）や

図２

DNA 溶液の呼吸度測定。!は資料１の実験プリントに沿って抽出した
ブロッコリー DNA，"は CTAB 法で抽出したブロッコリー DNA

ポリアクリルアミドゲル（１
０
０
０

―７
３―

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塩基以下のヌクレオチド鎖）を用いた電気泳動によって分子量を推定す

!

kbp

"

#

ることができる。
簡易法で抽出したブロッコリー DNA と鶏レバー DNA をピペットで集め，沈殿・乾燥させた後，TE バッファーに溶解したものを１％アガ
ロースゲルで１００V，
２０分間電気泳動した（図３）。
ブロッコリー，
鶏レバー

２３ ―DNA ともに２０kb 以上の高分子のところにバンドが得られ，鶏レバーでは泳動像がスメア状に広がった。これは，抽出の過程で切断され，様々な分子量のものが含まれるためと思われる。高校生に説明するときには，「電気泳動で移動し，エチジウムブロマイドによる染色後，紫外線照射
により蛍光を発しているので，得られた産物は DNA である」と示すことができる。
（３）PCR（Polymerase Chain Reaction）法による DNA 増幅

図３抽出した DNA の電気泳動写真。
!サイズマーカー，"簡易法でPCR 法は微量な DNA を増幅させる技術であり，核酸分析には欠かせ抽出したブロッコリー DNA，#ない実験手法の１つである。簡易法によって得られた DNA のリボゾー簡易法で抽出した鶏レバー DNA

ム DNA の ITS（Internal Transcrived Spacer）領域を一般的な PCR 法によって増幅した。

bp

CTAB 法および簡易法それぞれの手法で得られた DNA を１００ng/µl に!

"#なるように TE バッファーで希釈したもの１０µl を鋳型とし，プライマー
Foward（５ ―GGAAGTAAAAGTCTAACAAGG―３ ）と Reverse（５ ―TCCTCCGCTTATTGTATGC―３ ）をそれぞれ５０µM，dNTP１
０mM，
TaqDNA Polymerase０．
５µl（２．
５U）を含む反応液５０µl を用い，
９
５℃３分の熱変性の後，
９
５℃１分，
５
５℃１分，
７
２℃１分を３０サイクル行い，
最後に７
２℃

８３１ ―
５６４ ―

７分の PCR 反応を行った後，増幅産物を３％アガロースゲル電気泳動に供した（図４）。CTAB 法，簡易法で抽出した DNA ともに増幅 DNA 断片が見られた。この実験からも，簡易法で得られた DNA が，一般的な核酸

図４

分析に用いることのできる純度であることが示された。
$．ヒト口腔粘膜細胞からの DNA 簡易抽出実験の検討とその実践

抽 出 し た DNA を 鋳 型 と し て行った PCR 反応後の電気泳動
写 真。!サ イ ズ マ ー カ ー，"
CTAB 法 で 抽 出 し た ブ ロ ッ コ
リー DNA，#簡易法で抽出したブロッコリー DNA

１．実験方法の検討
ブロッコリーや鶏レバーの DNA 抽出実験に取り組んだほとんどの生徒が「ヒトの遺伝子も抽出してみたい」と感想で書いている。この要求に応えるべく，ヒトの DNA 抽出に関して検討してみた。
（１）BIO RAD 社のキットを用いた実験
ヒトの口腔粘膜細胞からの DNA 抽出に関しては，BIO RAD 社から「Gene in a Bottle」というキットが発売されている。このキットはおおよそ次のような手順で DNA を抽出，沈殿・可視化した後，自分の DNA 入りペンダントを作るものである。
＜実験手順＞①小さなブラシで口腔粘膜細胞を念入りに掻き取り，マイクロチューブに入った１ml のセルライシスバッファー（界面活性剤および pH 緩衝液を含む）に懸濁する。
②プロテアーゼ K（タンパク質分解酵素）を１滴加え，転倒混和した後，５０℃で１０分間インキュベートする。
③チューブのふたを開け，５M NaCl を２滴加え，転倒混和する。
④透明な観察用チューブに内容物を移し，冷やしたアルコールを静かに加え，５分間静置しておく。

―７
４―

高等学校における DNA 簡易抽出実験に関する教材開発

伊左治錦司・松本省吾⑤ DNA が析出してくるので，これをピペットで集め，ペンダント容器に入れペンダントを作成する。
（２）改良したオリジナルの実験
BIO RAD 社のキットを使った授業実践も行ったが，５０分の授業時間ではやや時間が足りなかったことと，キット自体が高価で何クラス分も大量に用意することは経費がかかるので，一部を簡素化し，薬品なども手に入れやすいものにしてオリジナルの実験を考案した。実験手順は次の通りである。
＜実験手順＞①綿棒を２本用いて，口腔粘膜細胞を念入りに採取する。
②１ml の DNA 抽出液（※）の入ったマイクロチューブに，採取した細胞を懸濁する。
※DNA 抽出液…蒸留水１０ml＋SDS（ドデシル硫酸ナトリウム）０．
１g＋アイネスタブレット２錠（メニコン製コンタ
クトレンズ洗浄剤，主成分はタンパク質分解酵素）③マイクロチューブのキャップを閉め，穏やかに５回転倒混和した後，３７℃で１５分インキュベートする。
④ピペットを用いて，５M NaCl を２滴加え，キャップを閉め，穏やかに５回転倒混和する。
⑤観察用チューブに内容物を移し，冷やしたアルコールを，非常に穏やかに加え，析出してきた DNA を観察する。
⑥ピペットを用いて，７５０µl〜１ml のアルコールとともに，析出したDNA を，ねじ蓋付きチューブに移し，自分で保管する。
BIO RAD 社のキットを使った方法と比較すると，最初から抽出液にタ
ンパク質分解酵素を加えることにより手順を１段階減らしたこと，pH
緩衝液は特に加えなかったこと，そして高校の現場でも比較的手に入れやすくしかも安価な薬品のみを用いたことの３点が改良点である。この方法で抽出した DNA の様子を図５の写真に示した。ブロッコリーや鶏レバーから抽出した DNA と比較すると，量は少ないながら同じような
白いもやもやは十分目視に耐えうるものであったので，生徒実験としても行える程度になったと考えている。

図５

オリジナルの方法で抽出したヒトDNA

２．授業実践
授業は３年生の理科系選択者の生物Ⅱの授業で，DNA 分野の導入として行った。授業で用いたプリントは資料４に示す。授業は４５分間で，前時にブロッコリーと鶏レバーの DNA 抽出実験を行い（鶏レバーについてはビデオで実験の様子を見たクラスもある），その発展として行ったものである。
最初の１
０分間を前時の復習および実験手順の説明に割いたが，BIO RAD 社のキットを用いて行ったクラスでは，実験がやや延長し，全体で６５分を費やした。キットの説明書には５０分の授業で実施可能とあるが，実際は困難であることがわかった。オリジナルの手法で行ったクラスでは，残りの３５分で考察記入までを行うことができた。BIO RAD社のキットを用いた方法と比較して，たった１段階の実験手順の省略ではあったが，ずいぶん余裕が生じた。
実験の最後には，抽出した DNA について，保存方法（エタノール中に静かに保存すれば何十年も保存可能であること）や，この DNA から何がわかるのか（DNA 指紋，親子鑑定，犯罪捜査，遺伝子診断など）について簡単に解説した。
以下は，実験後の生徒の感想である。
・自分の口の中からあんなに DNA がとれるとは思わなかった。レバーの DNA と似ていた。ヒトも動物も植物もみん
な DNA は同じということがわかった。
・口腔上皮以外（ヒトの髪の毛など）でも DNA を取り出してみたかった。
・小さいもやもやが大量にあり，自分の目で DNA を確認することができました。この DNA で自分の情報がほとんどわかるなんて驚きました。

―７５―岐阜大学教育学部研究報告

教育実践研究

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資料４

・自分の DNA を初めて見てびっくりした。DNA には色が付いていると思っていたので，白くてびっくりした。DNAは大事に取っておきたいと思います。
・たくさんの DNA がとれて良かったです。今まで，DNA とはどういうものかというのを知りたかったので，知ることができて良かったです。もう一人の私に会ったみたいでおもしろかったです。
最初の感想にもあるように，DNA はすべての生物に含まれ，基本的には同じものだという，当初のねらいが達成されたと思っている。
また，実験後に行ったアンケートによると，実験の成功率はどちらの実験でもおよそ５割であった（DNA の沈殿を目視することができて成功と判断した）。実験の成功・失敗は，口腔上皮細胞の採取にかかっており，上手に大量に採取できた生徒はまず成功するが，懸濁液がほとんど濁らないようでは失敗するようであった。口の中をあまり強く擦
りすぎて，出血するようではいけないが，徹底的に採取するようにかなり強く指示する必要があると感じた。また，
実験は楽しく行えたかという質問に対しては，９割以上の生徒が楽しくできたと答えた。成功・失敗に関係なく，エッペンドルフチューブなど，普段使わない容器を用いたり，実験操作がそこそこ複雑であったりしたことが，興味関心を増すことに働いたようである。
!．まとめ
自然科学の基本的手法は実験と観察である。遺伝子や DNA について学ぶのならば，まずは DNA 研究の最初の段階となる DNA の抽出こそが，その第一段階であるという考えのもと，今回の研究および実践を行った。そのことを念頭に置き，いくつかの観点からまとめた。
DNA 簡易抽出法の実験レベル
DNA の抽出というと，難しそうだなというのがほとんどの生徒の第一印象であろう。しかし「こんなに簡単に DNAが見られるのには驚いた」という実験後の生徒の感想からもわかるように，予想以上に簡潔な方法で実験ができることは，DNA を学び始める場合の最初のハードルを低くするという意味でも有効であることがわかった。特にブロッコ―７
６―

高等学校における DNA 簡易抽出実験に関する教材開発

伊左治錦司・松本省吾

リーや鶏レバーを用いた方法では，短時間（一般的な研究手法だと DNA 抽出は２〜３時間はかかる）に，しかも簡単な実験手順でも見られるということで，授業や講習会に導入するには最適の実験であることが確認された。また，今回開発したヒト口腔粘膜細胞からの DNA 抽出については，方法自体の簡単さ（実験机にほとんど座ったままで行えるという点では，鶏レバーなどよりもはるかに易しい）に加えて，自分自身を材料にできるという点では，生徒の興味
関心をより強く引き出せるという観点からも是非導入したい実験の一つとなった。
一方，抽出方法の生化学的な背景に関しては，いくら実験手順が簡単であっても高校生の学習範囲を超えた内容を多々含んでいる（例えば，どの実験でも用いている DNA のエタノール沈殿など）。これらの内容のうちの一部については実験の考察に含めてみたり，発展内容として紹介したりしたが，実験の技術内容にばかりこだわりすぎると，実験本来の目的を見失いかねないので，実験方法の生化学的な技術背景の説明は最小限にとどめられるべきだと考える。
すなわち，DNA 簡易抽出実験は，DNA の化学的な性質を理解することを重視するのではなく， まず DNA を見てみようというような，導入実験であると割り切るべきある。

簡易抽出法で得られた DNA について
今回の実践のために行ったいくつかの予備実験の最大の目的は，簡易抽出法で得られた DNA の純度を様々な角度から検証してみることであった。
結論から言うと，得られた DNA の純度は，研究室レベルでの抽出操作（CTAB 法など）で得られたものに比べ遜色ないものであった。
得られた DNA の純度は非常に高いものであるという事実は，生徒に実験の背景を紹介するときに大きな武器となる。
「簡単な方法だから DNA の純度もあまり高くないよ」と言う場合と「簡単な方法だけど，得られた DNA は様々な解析にも耐えうる純度のものだよ」と言う場合では，後者の方が圧倒的に生徒の興味，関心を喚起するのに役立つ。
生徒実験で DNA の純度や濃度を測定することは難しいが，実験の終わりや場合によっては始めの説明の時に，得られる DNA の純度について触れておくことが大切となろう。
実験の位置づけ高等学校の授業に導入するのであれば，何年次にどの科目で行うかということも重要になってくる。今回の実践では，この点について比較検討したわけではないので，取り組んでゆく中で考えたことをまとめておく。
DNA 簡易抽出実験の最大の目的は「DNA を見る」ということであり，導入実験としての性格が強いということは，
前述の通りである。故に対象を高校３年生の理系生物選択者とした今回の実践授業も，生物Ⅱの遺伝子分野の導入実
験として行った。しかし，実験内容の遺伝子分野への導入的色合いを強くすればするほど，３年生で行うよりも，もっと早い時期に行う方がよいと考えるようになった。授業に組み込んで行うなら，多くの高等学校が３年生で履修させる生物Ⅱで行うよりも，１年生なら理科総合 B の「遺伝の仕組み」の分野（遺伝子の本体としての DNA という記述はここに出てくる）で，２年生なら生物Ⅰの遺伝の分野（DNA の簡易抽出実験が紹介されている教科書もいくつかある）で行うことが望ましいと考える。確かに，より深く追求できる生物Ⅱで行えば，実験の生化学的な背景にもある程度
はふれることができるし，その後の授業にもつなげやすい。しかし，生物Ⅱの選択者数の少なさを考慮すれば，より履修生徒の多い理科総合 B でこの実験を行った方が， 社会のより多くの人々に遺伝子を身近に感じてほしいという，
より大きなねらいを達成できるのではないかと考える。
今後の課題
より適切な材料探し，より簡易かつ安全でわかりやすい実験方法の検討，得られた DNA の確認のためのより簡便な実験の開発などが今後の課題となるが，これらは実践の繰り返しによって解決されていくと思う。
授業では得られた DNA から何がわかるのかということについても簡単に解説をした。故に多くの生徒が DNA 分析に興味を持ち，何人かの生徒はそれにも取り組んでみたいと思うようになったようである。最初にも述べたが，今回の実験は DNA（遺伝子）研究への誘いとしての性格が強い。
「DNA の抽出」は DNA 研究の第一歩である。これに続くものとして第二に「DNA の増幅・解析」（PCR 法に代表される遺伝子増幅法や DNA シークエンスに関わる技術），そして最終的には「DNA の応用」
（組み換え DNA 技術や遺伝子診断など）へと結びつけていける教材や実験の開発が必―７
７―

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教育実践研究

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要になってくると考える。
一方で，少なからずある「DNA は難しい」「，DNA は何となく怖い」という一般社会でのイメージを払拭するために，
まず DNA を身近に感じるという目的で「光る大腸菌を作ろう」（組み換え DNA 実験キットを使った実験）とか「遺伝子鑑定に挑戦」（PCR 法による遺伝子の増幅）などの授業や体験講座が様々なところですでに行われている。しかし，
DNA の基礎について一通り学んだ者が取り組むのならばまだしも，DNA の何たるやさえ全くわからない人に対してこれらの実験を行うことは，一種の手品的感覚でのおもしろささえあれ，DNA や遺伝子の正しい理解を養うには至らないと考える。私は，DNA の基本は，それが生命の設計図でありすべての生物がそのすべての細胞に持っているということだと考えている。まずはすべての生物が DNA を持っていることの証として，それを取り出し比べてみるという実験を行うことは意義のあることだと今回の実践を通してより強く感じるようになった。高等学校だけでなく，小学校や中学校等，教育の場でこのような実験にふれる機会を増やしていくことはもとより，大学や高校の市民公開講座などで取り入れていくことによって，DNA に対する正しい理解を広めていくことが今後の最大の課題となるだろう。
!．謝辞
実践授業に関してご協力頂きました岐阜県立東濃高等学校の先生方に深く感謝いたします。
"．参考文献・参考資料
・江口隆寛，佐伯恵美子（２００３）：青少年のための科学の祭典岐阜大会 in ソーラーアーク実験解説集（p３４〜p３５：キッチンでできる！食物からの DNA・遺伝子抽出実験）青少年のための科学の祭典実行委員会編集・斎藤（２００２）：Web ページ １０分でできるタマネギの DNA 抽出実験
（http://asaitou-web.hp.infoseek.co.jp/r２
０
０
２／０
７
２
６／index.html）
・横山玲子（２００１）：Web ページ

納豆菌から DNA 抽出（http://www２．tokai.or.jp/seed/seed/seibutsu６．
htm）
・高等学校教科書

生物Ⅰ

平成１
６年度用

数件出版（p１３５：観察・実験 DNA の抽出）・「知っていますか，遺伝子組み換え農作物入門プログラム」（社団法人農林水産先端技術産業振興センター）・森田保久（１９９７）：Web ページ DNA 抽出実験
（http://homepage３．nifty.com/ymorita/DNAext.htm）
・森田保久（２００３）：Web ページ DNA 確認実験
（http://http://homepage３．
nifty.com/ymorita/DNAexc.htm）―７８―