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科目の基本情報
| 開講年度 | 2021 年度 | |
|---|---|---|
| 開講区分 | 生物資源学部 | |
| 受講対象学生 |
資源循環学科・全教育コース 学部(学士課程) : 2年次 |
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| 選択・必修 | 選択 農業生物教育コース、グローカル教育コース推奨科目 |
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| 授業科目名 | 植物栄養学 | |
| しょくぶつえいようがく | ||
| Plant Nutrition | ||
| 単位数 | 2 単位 | |
| ナンバリングコード | BIOR-Reso-3241-002
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| 開放科目 | 非開放科目 | |
| 開講学期 |
後期 |
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| 開講時間 |
木曜日 1, 2時限 |
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| 授業形態 |
ハイブリッド授業 * 状況により変更される可能性があるので定期的に確認して下さい
「オンライン授業」・・・オンライン会議ツール等を利用して実施する同時双方向型の授業 |
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| 開講場所 | 大講義室 | |
| 担当教員 | 水野隆文（生物資源学部資源循環学科） | |
| Mizuno Takafumi | ||
| SDGsの目標 |
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| 連絡事項 | * 状況により変更される可能性があるので定期的に確認して下さい |
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学修の目的と方法
| 授業の概要 | 自然界における大きな物質循環の一つに、土壌と大気に含まれる無機物を植物が吸収し、有機物を作り出す作用がある。植物における物質の吸収と配分、光合成、各種元素の役割を理解したうえで、食料生産における施肥の重要性を学習する。光合成と窒素同化による炭素・窒素の取り込みと、糖質、脂質、タンパク質の合成と代謝について学ぶほか、各元素がなぜ植物にとって必要かを具体例を挙げて説明する。また化学肥料と有機質肥料、堆肥の基礎について学習し、農業に必要な施肥の基本について学ぶ。 |
|---|---|
| 学修の目的 | 植物の必須元素の必要性について学び、無機物から有機物を作出する「生産者」としての植物の重要性を理解することを目的とする。植物が必要とする元素とは何かを学習した上で、その役割や吸収、分配に関わる生化学的および分子生物学的知見について学習するほか，作物を食べて生きる人間にとって必要な「ミネラル」の供給源として，植物に含まれる金属類についてのレクチャーを行う。また植物栄養学の前身が肥料学であったことを踏まえ、、農業の基本である肥料について知見を得、化学肥料の必要性や有機栽培に使うことができる肥料の種類について知識を得るほか、土壌改善に必要不可欠な堆肥についての知見を得る。 また，食料生産における肥料の重要性を理解した上で，肥料の生産や施用が生態系や環境に与える影響についても考えるほか，将来的に予想される食糧危機についても考察する． |
| 学修の到達目標 | 植物における各種元素の吸収、輸送、利用について知識を獲得することにより、植物栄養学的知見からの生育診断ができるようになる。また農作物に必要な栄養としての肥料、土壌改善に必要な堆肥についての知識を得ることができ、学生の農業、もしくは自分で作物を育てることへの興味を持たせる。さらに健全な農作物を食べることが，人間のミネラル摂取に重要であることを学習する。 |
| ディプロマ・ポリシー |
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| 成績評価方法と基準 | 期末試験で100％評価するが，期末試験の受験には2/3以上の授業に出席していることが必要。 また，出席回数が２回以下の学生については，評価を「０」とする。 |
| 授業の方法 | 講義 |
| 授業の特徴 | |
| 授業改善の工夫 | 図表のプリント配布およびスライドによる説明を適宜し、わかりやすく説明する。適度な緊張をもたせる。予習・復習用のプリントについても配付し、授業中に記述させることによって授業内容の記憶・定着を目指す。 |
| 教科書 | 特に指定はしないが、以下の参考書を購入し予習・復習に利用するのが望ましい。 |
| 参考書 | 植物栄養学第二版（文永堂）、新植物栄養学・肥料学（朝倉書店），その他土壌、肥料、堆肥等に関する各種書籍などは授業中に紹介する。 |
| オフィスアワー | 質問は授業後適宜受け付ける。また７階７４2号室に担当教員が在室の時は適宜対応する。 |
| 受講要件 | 土壌学と無機化学の知識は植物栄養学の理解に必要不可欠なため、２年前期で受講することを強く薦める。 |
| 予め履修が望ましい科目 | 無機化学、土壌学 |
| 発展科目 | 土壌学実験 |
| その他 |
教員免許・各種資格取得に関連した科目 (注 : 必ず入学年度の学修（習）要項で確認してください) 高校理科 （生物） |
授業計画
| MoodleのコースURL |
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| キーワード | 元素循環、養分吸収、同化、必須元素、肥料・堆肥 |
|---|---|
| Key Word(s) | element circulation, nutrition uptake, human mineral nutrition, Anabolism, essential elements, fertilizer/compost |
| 学修内容 | 1.植物栄養学とは・必須、有用元素の発見と定義・ 2. 植物の物質輸送（１）根（吸収機構、シンプラストとアポプラスト）、茎（構造および導管、師管輸送） 3. 植物の物質輸送（２）茎（導管、師管輸送）葉（構造、蒸散、アクアポリン）、光合成①チラコイド反応 4. 光合成②ストロマ反応、C4光合成、CAM光合成 5. 生体膜輸送、ポンプ、チャネル、トランスポーター 6. 窒素固定 7. 必須元素各論 (1)窒素 8. 必須元素各論（２）リン 9. 必須元素各論（３）カリウム、カルシウム 10. 必須元素各論（４）マグネシウム、イオウ、鉄 11. 必須元素各論（５）鉄の輸送体、銅、マンガン 12. 必須元素各論（６）亜鉛、ニッケル、ホウ素 13. 必須元素各論（７）モリブデン、塩素、有用元素（ナトリウム、ケイ素、アルミニウム、コバルト） １４. 肥料①肥料の歴史、化学肥料と有機質肥料、主な化学肥料 １５. 肥料②複合肥料、有機質資材、有機質肥料、堆肥 1６. 試験 |
| 事前・事後学修の内容 | 事前学習について：以下の内容をそれぞれの授業の前の授業時に提示し，予習させる（２時間） 第１回 ①根・茎の主要な役割を答えよ ②シンプラスト・アポプラストを説明せよ ③カスパリー線とはなにか？ 第２回 ①気孔が開閉するメカニズムについて予習すること（青色光受容など） ②アクアポリンとは何か調べること ③ストロマ反応について予習せよ 第３回 ①チラコイド反応について予習すること ②カルビン−ベンソンサイクルについて予習すること ③Rubiscoについて予習すること。また光呼吸について予習すること ④C4植物・CAM植物について予習すること 第４回 ①膜タンパクの特性（膜貫通領域、疎水タンパク質など）について調べよ。 ②電気化学ポテンシャルとはなにか？ ③３種類の膜輸送タンパク質（チャネル、ポンプ、トランスポーター）の違いについて調べよ 第５回 マメ科植物と根粒菌による共生的窒素固定について、次のキーワードに関し調べよ ニトロゲナーゼ、Nod因子、エンドファイト、フランキア菌、III型分泌系 第６回 ①植物の窒素同化システム（GS-GOGATサイクル）について予習すること ②各種アミノ酸の骨格となる有機物を予習すること ③窒素の転流とオートファジー、ユビキチン化の関係について予習すること 第７回 植物におけるリンの必須性と役割、さらに吸収における菌根菌の役割について予習すること 第８回 ①カリウムが植物の必須元素である理由を調べておくこと ②カリウム施肥が日光不足のときに強く働くメカニズムを調べること ③カルシウムが植物の細胞壁を強固にするメカニズムを予習すること ④カルシウム欠乏症の農作物に見られる症状を調べておくこと 第９回 ①マグネシウムが最も用いられる植物の細胞内器官はどこか？ ②植物の生体防御および有害金属排出におけるイオウの役割を調べること ③鉄が欠乏することにより植物にクロロシスが発生するメカニズムを予習すること 第１０回： ①植物の鉄獲得戦略Strategy-IとStrategy-IIを説明せよ ②植物の銅欠乏症について調べよ 第１１回： ① 植物の組織で亜鉛が優先的に分配される組織はどこか？その理由は何故か？ ② ニッケルが植物に必要な酵素とその働きについて予習すること ③ ホウ素が欠乏すると細胞像増殖が即座に停止するのはなぜか？ 第１２回： ①モリブデンの必須性に調べよ ②ケイ酸の有用性について答えよ。 ③アルミニウム毒性と酸性土壌の関係について予習せよ ④コバルトと根粒菌の関係について調べよ 第１３回： ①リービッヒの無機栄養説とノーマン・ボーローグによる緑の革命について復習せよ ②化学質肥料と有機質肥料の違いについて予習せよ ③次の用語について予習せよ：硫安・硝安・熔リン・低度化成肥料・高度化成肥料 第１４回： 有機質肥料について予習すること。施肥法が食糧増産について与える効果について予習すること 第１５回：テスト準備 事後学習について 初回から15回までの各授業において，授業内容をテスト様式でまとめたプリント（A3サイズ１枚）を配布し，授業内容を復習させる（２時間）。 |
| 事前学修の時間:60分/回 事後学修の時間:60分/回 |