巷を席巻する教育理論の正体
最近の教育に関する言説は、大抵知識の習得を「詰め込み」として軽視し、「頭を良くする」教育を目指している感がある。知識を習得しても、それを単なる知識の「伝播」だと揶揄し、それが使われること（プラグマされる）ことが無ければ意味が無いと断じる。こうした態度は「プラグマティズム」として前からあった言説であり、コンピュータ時代がやって来る前からあったアイデアだ。いわば半世紀以上前のアイデアのリサイクルであり、なぜ猫も杓子もこのアイデアが現在主流になっているのか理解に苦しむ。
私が思っているのは、凡庸な才能しか持たない人間（つまり私たちのこと）が、標準以上の「成果」をあげるとすれば、まずはより多くの知識を獲得するしか無いということ。そもそもコンピュータの「知性」は圧倒的な量の知識の獲得とその知識相互の繋がり（と言っても大変形式的なものに限る）を発見（検索）することの上に成り立っている。とにかく「彼ら」は闇雲に知識を蓄えていくのだ。（要はそれしかできないから。考えることはできないのだ。）それが人間が「学習」と称してやってきたことなのだが、到底コンピュータがやっているだけの量を人間がこなすことは出来ない。そこで考えたのが「どうせコンピュータが瞬時にやってしまうことを人間が一生懸命にやってもしょうがない」として、今まで大切にしてきた「知識の獲得」を「低次」なことだと見下して扱うようになった。今、大手を振って歩いている教育理論の根幹にはそういう認識が横たわっている。
彼らは言う。「そんな次元の低いことはコンピュータに任せて、私たち人間はコンピュータに出来ないようなことに注力しましょう」と。そして、人間の創造的な部分、発見的な部分を伸ばす教育をしましょうとたたみ込む。
なぜ多くの教育者はこうした詐欺まがいの物言いに進んで騙されようとするのか。ほとんど自分の頭で考えないで、なぜそれが「正しい」と言えるのか。「みんな」が正しいと思っているからと感じられるからか。
どこかの哲学者が言っていた。人間の認識というのはいい加減なもので、ある記事に書いてる事実を認めるのに、色んな新聞を買い込んで、その記事の「確実性が増した」と考えているようなものだと。今回の「新しい」時代の教育理論に対する信用や確信も、これに類したものに過ぎないのではないか。
多くの人が言っているから、多くの人が認めるから「正しい」というのは、もっともあてにならない決定の仕方だ。株式投資を考えればいい。その暴落局面においては多くの人が損をしてしまう。その直前までは誰もが「買い」が「正しい」と信じていたはずなのに。ある瞬間から大勢の「正しい」が全くの間違いであったことが明らかになる。
こうした多数に従う方法で投資を繰り返していれば、すぐに投資資金を失うことになってしまうだろう。
細菌の培養における物理的因子・化学的因子について
細菌が増えるには、「栄養」「水分」「適度な温度」の三つが不可欠です。こうした条件をコントロールすることで、細菌の増殖を防いだり、細菌が引き起こす様々な病気を防ぐことができます。
しかし、そのコントロールのために細菌を研究するとなると、事情は全く逆で、今度は、いかに効率的に・速く・大量に細菌を増殖させるかということが関心事となります。
細菌の培養に着手すると、細菌の増殖の条件は、上記の三つに収まるほど単純なものではなく、様々な環境因子があることが分かってきています。こうして環境因子を精査し、細菌の増殖を促す因子に知見を得ることは、そのまま細菌の増殖を抑える有効な方法を知ることともなります。
細菌を増殖させる環境因子＝細菌を培養する環境因子は、大きく分けて物理的因子と化学的因子とに分けることができます。
細菌の培養に際して考慮すべき環境因子としては、以下のようなものがあります。
（物理的因子）
・温度
・圧力（加圧・減圧）
・光（光量子束密度、明暗周期）
・気相（酸素分圧＝好気環境／嫌気環境、二酸化炭素分圧）
・撹拌
・電場・磁場・音波など
・pH
（化学的因子）
・水分
・培地中に含まれる糖、アミノ酸、脂質など、その種類と濃度
・細菌自身による代謝産物
（追伸）この文章は、メモ（パソコン、スマホでいつでも、どの端末からもアクセスできるように）として使っているブログ上で作成しました。（「下書きファミリーノート」又は「石野いわおのノート」）ところが、そのブログがグーグル検索でも上位にきており、多くの人に参照されているかもしれないことがわかりました。私のこの文章と酷似するものがあっても、私の文章がオリジナルであることを示すことができます。
①温度
それぞれの細菌の発育には、最適温度というものが存在します。菌が好きな温度は、一般に３０～３７℃であり、１０℃以下になると、大半の菌は発育が抑えられます。細菌の増殖、すなわち細胞分裂には酵素が関与しますから、その反応にはタンパク質の性質が反映されることになります。このことが細菌の培養において、温度が重要な物理的因子となる理由ですが、日常生活においても、野菜や花の種をまいてから発芽までの日数が気温に左右されることは、多くの人が経験していることだと思います。酵素は、温度が高くなると、その反応速度も速くなりますが、それがある温度を超えて高温になると、タンパク質が変性してしまうので、限度というものがあります。
②圧力
深海環境というのは、実は地球の7割を占める広大な領域です。１０mにつき１気圧の水圧が上がるとすれば、海洋の平均水深３８００mでは３８０気圧もの高圧がかかる世界が広がっています。そして、そうした環境においては多種多様な微生物が存在し、高圧性細菌というものも沢山みつかっています。
この高圧性細菌は深海の高圧環境に非常によく適応しており、大気圧下よりも圧力が増加していくと共に増殖の速度が上がっていきます。一方、大気圧下でも深海の高圧下でも増殖のスピードに違いが無い細菌を耐圧性細菌というものもあります。
高圧性菌が高い圧力下で生育できる理由として、膜の流動性を保つために不飽和脂肪酸を多量に含むからだと言われています。
しかしながら、一般に多くの細菌が好むのは、自然環境下のような圧力の条件であり、加圧・減圧といった通常の起こり得ない環境下では、いずれの場合も細胞の増殖機能は抑えられる傾向にあります。
③光
細菌は、無機物や有機物の酸化エネルギーのみならず、光エネルギーでATPを生産する。エネルギーをATPの高エネルギー結合に蓄えてATP分子として獲得するのです。
④酸素と二酸化炭素（気相）
・酸素
酸素は、地球上の化学物質の中でも特に安定しない物質で、化学反応を起こしやすい物質なのです。ほとんどの生物は酸素を体内に取り込み、化学反応を起こしてエネルギーを得ている。こうした生物は、酸素が無いと発育ができません。これを「好気性」といいます。好気性の生物は、酸素を利用した代謝機構を備えている。つまり、「呼吸する」のです。呼吸は完全酸化で、燃焼と同じです。炭水化物を水と炭酸ガスに分解します。一方、発酵は不完全酸化で、発酵産物を生じます。
逆に増殖に酸素を必要としない生物も存在するが、それが嫌気性生物である。ほとんどの嫌気性生物は細菌です。また、いくつかの細菌は、ヒトを含む高等生物に対して極めて危険な毒素（例えば破傷風毒素やボツリヌス毒素など）を産生することで知られています。
細菌を培養する培地のphは、培地に溶解している二酸化炭素CO2と重炭酸塩HCO3－の微妙なバランスに依存しています。このため培地のpHは大気中の二酸化炭素によってさえ変化します。このため二酸化炭素・重炭酸塩ベースの緩衝液で緩衝している培地を使用する際には、外来性CO2を使用することが必要です。
⑤ｐH（水素イオン濃度）
細菌を培養する場合、目的とする細菌の種類に合わせてpHを調整する必要があります。例えば食品関連の細菌であれば、日常食品の多くが中性であるように、中性域で良好に発育するからです。一般に細菌は中性から弱酸性、カビや酵母はph５～６の酸性で良好に発育することが知られています。
①でも述べたように、細胞分裂には酵素反応が関与していますが、その酵素の活性には、種々のアミノ酸の乖離性原子団が関与します。酵素の活性がpHに依存するのは、それらの原子団の乖離がpHによって変化するためだと考えられます。
⑥水分
細菌は、物質の代謝のために「水分」を必要とします。細菌は高い水分活性を要求し、自由に使える水分が少ないところではほとんど増殖できません。食品の砂糖漬けや塩漬けは、食品の中の水分（自由水）が砂糖や塩と結びついているため、細菌が増殖できないようにして、食品の保存期間を長くしているのです。
以上見てきたように、細菌の培養は様々な因子の影響を受けています。これら全ての知見を得ることは簡単ではありません。過去に例の無い新種の細菌の培養条件を検討しようとすると、研究を開始する以前に、その培養条件の検討に多大な時間を費やすことになるといいいます。自然の作用のメカニズムを明らかにするのは困難を極めるものだと感じました。
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多くの細菌は、その生育や物質代謝に温度や栄養源など様々な環境因子の影響を受けます。細胞培養の大きな利点の一つは、細胞が増殖する環境のうち、それらの環境因子を予め調節できることにあります。それらの環境因子は、物理化学的因子と生理学的因子（ホルモンおよび栄養素の因子）に分類することができます。
培養の生理学的因子は、まだ物理化学的因子ほど詳細に明らかにされていません。ここでは、物理化学的因子について見ていきたいと思います。
化学的因子としては、培地中に含
一方、物理的因子の代表例としては、温度や攪拌などがよく知られている因子である。しかし、物理的因子には、他にも圧力（加圧や減圧）、気相（酸素分圧、二酸化炭素分圧）、電場、磁場、音波、光などまだまだ多くの因子があるが、まだ、知られていない部分も多い。
このような細菌を培養するための各因子を、ここで一つ一つ取り上げてみたい。
細菌が増えるには「栄養」「水分」「温度」の三要素が不可欠である。前者2つが化学的因子となり、最後の1つが物理的因子となる。細菌も又原核生物という生き物であり、自らの個体を維持し、成長させるための材料としての「栄養」が必須となる。細菌にとっての「栄養」には、炭素・窒素・硫黄・りん酸や微量無機塩類、増殖因子類、ビタミンなどがある。多くの細菌は、無機物と有機物の両方を必要等する（従属栄養体）。
こうした栄養分は、培養液、もしくは培養基（培地）として調整したものを与える。
また物質の代謝のためにも「水分」が必要となる。細菌は高い水分活性（自分が自由に使える水分）を要求し、（自由に使える）水分が少ないところでは細菌はほとんど増殖できない。
栄養や水分を培養したい細菌に与える場合、その量を調節することは簡単であるが、それらを使って細菌が最大限の代謝と増殖を続けていくためには、適切な「温度」を保つことが重要になってくる。菌が好きな温度は、一般に３０℃～３７℃であり、10℃以下になると、大半の菌は発育が抑えられる。
細胞分裂は酵素反応が関与（酵素はタンパク質であるから、その触媒作用にはタンパク質の性質が反映される。）するので、当然温度の影響を受ける。植物などでは、種をまいてから発芽までの日数が気温に左右さていることは多くの人が経験している。
酵素は一般に温度が高くなると、その反応速度も上昇するが、それが一定以上高温になると、タンパク質が変性してしまう。
又、酵素が作用を発揮する化学的因子としては、最適pHがあげられる。酵素の活性には、種々のアミノ酸の解離性原子団が関与する。酵素活性がpHに依存するのは、それらの原子団の解離がpHによって変化するためである。
次に我々人間も自らの呼吸によって意識できる酸素と炭酸ガスという化学的因子を見てみよう。
細菌は光エネルギー、無機物や有機物の酸化エネルギーでATPを生産する。鉄やイオウ、メタン、アンモニアなどの酸化によるATP生産、糖・タンパク質・脂質などの有機呼吸や発酵での酸化によるATP生産がある。呼吸は完全酸化で、炭水化物と水と炭酸ガスに分解できるが、発酵は不完全酸化で、発酵産物を生じる。
さらに嫌気呼吸では、週末電子受容体が酸素ではなく、硝酸塩・硫酸塩などの場合、嫌気的条件でも呼吸できる。また、光合成細菌は炭素源を炭酸ガスより糖合成する。
特定の微生物に関する物理的、又は化学的培養条件が確定すると、その細菌の具体的な研究がすすみ、新たな知見が得られるわけだが、過去に例の無い新種の細菌の培養条件を検討しようとすると、研究を開始する以前に、その培養条件の検討に多大な時間を費やしてしまうことがある。そのため、近年では環境中（土の中や海水の中）から直接DNAを取り出し、培養過程を行わずに直接有用な物質を生産する遺伝子を見つけ出す「メタゲノム技術」なるものが注目を浴びているという。
ウィルスを培養するために必要な条件
ちょうど今はインフルエンザが流行している。各学校で学級閉鎖が相次いでいる様子などが報じられている。毎年流行る、このインフルエンザであるが、予防接種を受けていれば、その症状を軽微なものにとどめておくことができる。又、予防接種を受けた割合が一定以上（６〜７割）の地域では爆発的な流行は防げていることが分かっている。
しかしながら、インフルエンザのワクチンをつくるにしても、それが季節性か新型かに関わらず、元になるウィルスの株を大量に入手する必要がある。しかも、そのウィルスの入手が、流行の前ということであれば、その入手には人工的な培養ということが当然必要になってくる。
ウィルスの培養は、人工培地では増殖できないため、培養には生きた細胞や動物が必要である。ウィルスは、通常の生物とは全く異なった構造や仕組みを持っており、カビや酵母、あるいは細菌など他の微細な生物とは一線を画する存在である。例えば、細菌は細胞構造を有し、適度な栄養や水分があれば自己増殖できるが、ウィルスはＤＮＡやＲＮＡのような遺伝子（ウィルスはそのどちらかしか有しない）とそれを囲むタンパク質の殻しか持っておらず、「細胞壁や細胞膜があり、その中に遺伝子を抱える核やリボソームが、壁に守られるように存在する（遺伝子は核の中に存在する）」という細胞の構造を持たない。二分裂できるような仕組みを持たないので、自力では増殖できない。
ウィルスは微生物といっても、遺伝子が大抵１、２本入ったカプセルのような粒子なのであり、厳密には「生物」とは呼び難い構造物である。細胞口蹄疫ウィルスは、遺伝子としてＲＮＡを持ち、カプシドというタンパク質に包まれている。あるいは、インフルエンザウィルスは、更にエンベロープと呼ばれる脂質（膜成分）に包まれている。
ウィルスは自分を複製するための設計図（遺伝子）は持っているが、それを元に増殖をはかる設備に当たるものを持っていない（細胞はその仕組みを自らの中に持っている）。そこで、設備を持っている他の生物の細胞に潜り込んで、自分の設計図を使って増殖させるのである。これがいわゆるウィルスへの感染である。ウィルスに感染した細胞は、自らの遺伝子材料やタンパク質を使って、ウィルスを作らされる。（ただし、感染できる細胞は、ウィルスによって決まっている。）
増殖のプロセスも細胞とウィルスとでは異なっており、細胞が二分裂を繰り返して増えていくのに対し、ウィルスは、細胞の中で遺伝子とタンパク質が別々に合成されて組み立てられる。
細菌においても、宿主生物の生物を離れて存在できない（編性寄生性）ものがあるが、ほとんどの細菌は、今では人工的に培養できるようになっている。しかし、ウィルスに関しては。その成り立ちからして培地を使っての人工培養は不可能であり、高等生物細胞に依存せざるを得ない。
以下にその方法を記す。
①宿主に動物を使う
実際にはマウス、乳のみマウスが主に使われる。その他には、ハムスター、モルモットを用いることがある。この方法は動物に犠牲を強いることになるが、いくつかの肝炎ウィルスは動物以外に増殖系が無く、動物（チンパンジーなど）を用いることになる。
②孵化鶏卵を使う
受精卵を孵化機で８〜１１日間、３８℃〜３９℃で保温して胎仔を発育させ、発育途中の胎仔にウィルスを感染させる。インフルエンザウィルスは、この方法で調達される。
③培養細胞を使う。
動物や人の組織を体外に取り出し、適当な培養液で増殖させた細胞にウィルスに感染させる。これには器官培養と細胞培養とがあり、特に細胞培養はウィルス検査や研究に広く用いられている。
「ありの行列」授業プランを考える０４
（４時間目）
ウィルソンの行った実験（仮説ー実験ー考察）やアイデア（考え方）の変遷を追いかける。
最初の疑問「ありは、目がよく見えないのに、なぜ行列をつくることができるのだろうか。」
実験（１）ありの巣の近くに砂糖をひとつまみ置き、ありの様子を観察する。
ありの行列 教材観
ありの行列の中で見られる「考えの進め方」とは、実証分析の手法である。仮説を立て、調査・実証してみるという手法で、すでに今学年から始まった理科で見知ってる方法である。（理科では「実験レポート」として「実験の目的ー準備物ー実験の手順ー結果ー結論ー感想」という形の報告書を書いている。）
この形式に従って、「ありの行列」の実験報告書を書いてみるのはどうだろうか。
「ありの行列」 段落間のつながりを考える。
この説明文は、全部で9段落からなっている。（原文にはこの後があったらしい）
第1段落では、話題が「ありの行列」である事が示され、続いて、この説明文を貫くテーマである「（ありはよくものが見えないのに、）なぜ、ありの行列ができるのでしょうか」という問いが発せられる。
第2段落では、その答えを求めて実験を重ねたウィルソンが紹介される。
第3段落からは実験の手順を説明しています。
それは、「はじめに」から始まって、「次にかっこー
