はじめに（このページを学習する前に）
　ＤＮＡの２重らせん構造は、1953年(森田先生が生まれる9年前)にワトソンとクリックの二人によって明らかにされました。
　「2重らせん構造」の発見は、生物学史上の大発見です。
　なぜ、構造、つまり形がわかったことがそんなに大発見なのでしょう。
　それはＤＮＡの場合は、構造を見れば、その機能(はたらき)のしくみが一目瞭然だったからです。
　つまり、形がわかったら、しくみまでわかっちゃった、ということです。(ちなみに、大切なのは「2重」の部分です。「らせん」は重要ではありません。)
　生物のもっとも基礎的で、最も大切な遺伝子のしくみがわかったのです。
　実際、そのしくみがわかった現在は、生物の遺伝子をかなり自由自在に操れるようになってきました。

　ＤＮＡの構造が、ＤＮＡの複製にとても都合よくできていることは、前回の４単位生物４で学習しました。
　ＤＮＡがこのようにして、複製できるということは、１５９３年の構造発見当時から予測されていました。

　しかし、自然科学は実証主義です。
　証拠がすべて。
　どんなに理屈に合っていても、実際に実験して証明しなければ認められません(仮説でしかないということ）。

　このページは、メセルソンとスタールという若き研究者が、見事な方法で、ＤＮＡの複製方法を証明した内容を解説します。

　ここで、自然科学の証明とはどのようにして行われるのかについても、説明しておきましょう。
　もちろん、方法は一つというわけではありません。今回は、「理論」の証明です。

　証明したい「理論」があります。
　この理論をもとに、「この理論が正しければ〇〇となるはずだ」という予言(予測)をします。
　そして、実際に〇〇となることが観察されれば、「理論」は証明されたことになります。

　例を挙げてみましょう
　例えば、「惑星の運行に関する理論」があったとします。
　「この理論が正しければ、惑星Ａは３年後には、Ｂの位置にあるはずだ」という予測をします。
　そして、実際に観測をして３年後に惑星Ａが予想通りＢの位置にあれば、最初の、「惑星の運行に関する理論」は証明されたことになります。

　メセルソンとスタールの証明もこの方法によるものです。

　もし、「ＤＮＡの複製方法が半保存的複製(４単位生物４で学習した方法)によるものであれば、〇〇となるはずだ」という予測を立てて、その上で実際に実験を行います。
　その結果…

　というところで、授業を始めましょう。

　ノートと、教科書(今回は生物基礎ではなく、生物の教科書)を用意してください。

＜講義＞　ヌクレオチドはどこからくるのか
　内容を短くまとめなさい。
　(正解はない。後から読んで自分でわかるようにまとめてみなさい。)　
　

［調べよう］　生教88のコラムを見て、調べなさい。
(1) 14Ｎと15Ｎは何が同じで何が異なるのか。

(2) 14ＮＨ4Ｃｌを与えられた細菌が持つヌクレオチドと、15ＮＨ4Ｃｌを与えられた細菌が持つヌクレオチドでは何が異なるのか。



＜講義＞　密度勾配による密度の測定
内容を短くまとめなさい。
　(正解はない。後から読んで自分でわかるようにまとめてみなさい。)


［考えよう］　15Ｎを材料として作られたヌクレオチドを●、14Ｎを材料として作られたヌクレオチドを〇であらわすと、全て15Ｎを材料として作られたＤＮＡを表現すると、下の図の例のようになるとする。
例 　●-●-●
　 　 ●-●-●
このＤＮＡをもつ大腸菌を、栄養源として14Ｎしか与えられない環境で分裂させた時のＤＮＡを●と〇を使って、例のように書け。
(1) １回だけ分裂(１回だけ複製)させた場合

(2) ２回だけ分裂(２回だけ複製)させた場合


［考えよう］　次のような条件の細菌から得られたＤＮＡを、密度勾配の試験管に入れた場合、どの位置に留まると考えられるか、記号で答えよ。

(1) 長期間15ＮＨ4Ｃｌを与えられて分裂を続けた細菌

(2) (1)の細菌を14ＮＨ4Ｃｌを与えられる環境で１回だけ分裂させた(１回だけＤＮＡを複製した)細菌

(3) (1)の細菌を14ＮＨ4Ｃｌを与えられる環境で２回だけ分裂させた(２回だけＤＮＡを複製した)細菌

参考
●-●-●　　　●-●-●　　　〇-〇-〇
●-●-●　　　〇-〇-〇　　　〇-〇-〇
のそれぞれが、密度勾配の中で、どの位置に来るのかを示した映像はコチラ。
参考にしてみてください。画像をクリックすると動画が再生します

動画


［考えよう］
長期間15ＮＨ4Ｃｌを与えられて分裂を続けた細菌を、14ＮＨ4Ｃｌを与えられる環境で、３回、４回…と分裂させていた場合、密度勾配で観察される試験管のバンドにどのような変化が起きていくと考えられるか