science practices? Well there are seven of them. And they're overarching skills and knowledge

科学の実践？７つありますそして、それらは包括的なスキルと知識です。

that you should have to do well as a scientist. Why is that important in an AP Bio class?

科学者としてうまくやっていかなければならないことをAPバイオの授業でなぜそれが重要なのでしょうか？

Well if you're a teacher, if your'e an AP Biology instructor, practices are skills and

もしあなたが教師ならば、もしあなたがAP生物学の講師ならば、実践はスキルと

knowledge that you want to build in your students throughout the year. And if you're a student,

年間を通して生徒の中に構築したい知識。そして、もしあなたが学生であれば

these are the practices that you want to pick up. Because when you take the AP Biology test

これらはピックアップしておきたい練習法です。なぜなら、AP生物学のテストを受けるときに

in the spring, they're going to ask you to apply the knowledge that you've picked up

春には、あなたが拾ってきた知識を応用してもらうことになります。

throughout the year using science practices. And so you want to understand what a model

科学の実践を使って、一年を通して学習します。そして、モデルが何なのかを理解したいのですね。

and what a visual representation is, because it's going to allow you to do better on the

そして、視覚的な表現とは何か、ということです。

test. And it could also allow you to do better as a scientist. And this right here is a picture

テストをしてみましょう。そして科学者としてより良い仕事ができるようになるかもしれませんそして、ここにあるのが写真です

of DNA. So this is bacterial DNA under an electron microscope. And you might fool yourself

のDNAです。これが電子顕微鏡で見た 細菌のDNAなんですねそして、あなたは自分を騙すかもしれませんが

into thinking that we're looking at the double helix. That we're looking at DNA. But that's

二重らせんを見ていると 思わせてしまいますDNAを見ているということですしかし、それは

not really what it is. If we zoom in as close as we can see, that's not what we see. In

本当の姿ではありません見える限り拡大してみると それは本当の姿ではありません望遠鏡の中では

fact the DNA is wrapped around histone proteins which are wrapped around more DNA and more

実際にはDNAはより多くのDNAとより多くのDNAを巻き付けているヒストン蛋白質に巻き付けられています。

histone proteins. And we eventually get to something that looks like this. We call it

ヒストンたんぱく質ですそして最終的にはこのようなものにたどり着きます私たちはそれを

a fiber of DNA and that's what you're looking at in this picture. And so it's weird to think

この写真で見ているのは DNAの繊維ですこの写真を見ているのはこれです。

that we've never seen a double helix. We've never seen DNA at this level, especially at

二重らせんは見たことがありませんでしたこのレベルのDNAは見たことがありません。

this level. And so how do we know that that's what it looks like? Through careful experimentation.

このレベルですどうやってこのレベルだと分かるんですか？慎重に実験をしています

Watson and Crick developed a model. And a model is going to allow us to understand how

ワトソンとリックは モデルを開発したモデルを作ることで

DNA works. It's a visual representation of what's going on inside the genetic material

DNAは機能します。遺伝物質の中で何が起こっているのかを視覚的に表現したものです。

of a cell. And so if I were to ask you, think about this, how is the DNA eventually become

細胞のそこで考えてみてください DNAは最終的にどのようにして

a protein in a cell? Well in your brain you're going to start coming up with all of these

細胞の中のタンパク質？さて、あなたの脳の中では、これらのすべての

mental models of how the DNA maybe becomes messenger RNA and then is somehow translated

DNAがメッセンジャーRNAになり、その後何らかの形で翻訳されるという精神的なモデル。

in the cytoplasm. That's your mental model. But it's still not a model. It's still not

細胞質の中でそれがあなたの精神的なモデルです。しかし、それはまだモデルではありません。それはまだ

a visual representation because it's not shared by everyone. And so once we have a picture

誰もが共有できるものではないので 視覚的な表現になりますだから、一度絵を手に入れたら

of how it works, now we're at the level of a conceptual model and that's what this science

それがどのように機能するのか、今では概念モデルのレベルに達しており、それがこの科学の目的です。

practice is really about. And so throughout AP Biology, remember there are four big ideas

練習は本当に大切なことです。AP生物学では、次の4つの大きな考え方を覚えておいてください。

that we're going to talk about. Evolution, Free Energy, Information and then finally

私たちが話そうとしていることは進化、自由エネルギー、情報、そして最後に

Systems. And I came up with four models that would be typical in each of these different

システムズ。そして、私はこれらの異なるシステムのそれぞれに典型的な4つのモデルを考え出しました。

big ideas. And so if we're talking about evolution, this is a nice model that shows natural selection.

大きなアイデアです。進化について話しているのであれば、これは自然淘汰を示す良いモデルです。

So we've got bacteria, we've got a selective process when we're choosing these bacteria

私たちはバクテリアを持っていて、これらのバクテリアを選択するときに選択的なプロセスを持っています。

and then this is a finally population. And maybe we're thinking about bacteria and so

で、これがやっと集団になってきました。そして多分私たちはバクテリアのことを考えているので

this is resistance levels. And so the ones that are able to survive are going to be the

これがレジスタンス・レベルですそれで、生き残ることができるのは

ones that have the highest resistance. And so by visually making natural selection apparent

最高の抵抗力を持つもの自然淘汰を視覚的に明らかにすることで

to us, it's easier to deal with questions. Or let's say we're looking at free energy

の方が質問に対応しやすいと思います。あるいは、フリーエネルギーを見ているとしましょう。

and how free energy is transferred. This is a nice visual representation of photosynthesis.

と自由エネルギーがどのように移動するかをこれは光合成を視覚的に表現したものです

So it shows the light reaction in the Calvin Cycle. It shows the reactants and the products

カルバンサイクルの光反応を示しています反応物と生成物を示しています

of each. And it also shows these carrier molecules of NADPH and ATP. What if we're looking at

のそれぞれを示しています。NADPHとATPのキャリア分子を示していますもし、私たちが

information flow? Remember that deals with things like genetics and cell communication.

情報の流れは？遺伝学や細胞通信のようなものを扱うことを覚えておいてください。

This would be a great example of a model. This shows you how an operon works. And so

これはモデルの素晴らしい例でしょう。これはオペロンがどのように機能するかを示していますまた、このように

this is going to be our RNA polymerase and we have a repressor here. Or maybe if we're

これがRNAポリメラーゼになりそうですここにリプレッサーがありますあるいは、もしかしたら

looking at systems a great model could be this pyramid of energy showing carnivores,

システムを見ていると、肉食動物を示すエネルギーのピラミッドのような素晴らしいモデルになるかもしれません。

herbivores and plants. And so this gives you an idea of what a model looks like. And how

草食動物と植物ですこれでモデルがどのように見えるかがわかりますそしてどのように

it can be applied in an AP Biology class. But they're asking that you can do five things

AP生物学の授業でも応用できます。しかし、彼らは次の5つのことができることを求めています。

using models and visual representations. And so they first of all want you to be able to

モデルや視覚的な表現を使ってそして、彼らはまず、あなたに以下のことができるようにしてほしいと思っています

create models and representations. And so you can think of each of these questions,

モデルや表現を作成します。そうしてそれぞれの疑問を考えることができます

where's the first one, like a question you might experience on the AP Biology test in

最初の問題はどこにありますか？

the spring. In other words they're asking you to apply the knowledge that you've built

春を迎えています。言い換えれば、彼らはあなたが構築した知識を応用することを求めているのです。

using a science practice. In this case you would have to build or create a model of representation.

理科の実習を使ってこの場合は 表現のモデルを作るか作成する必要があります

And so you could pause the video, I've got five of these, and you could try to do this

ビデオを一時停止して、5つのビデオを持ってきて、これをやってみてください

and then you could watch me explain it. And so pause the video now and let me go through

私が説明するのを見てくださいビデオを一時停止して、私が説明するのを見てください。

it. So we've got a hypothetical population of beetles. There's wide variation in color

それを見てみましょう。仮にカブトムシの個体群があるとします。色のバリエーションが豊富です。

matching the range of coloration of the tree trunks. Create a graph that show how the beetle

木の幹の発色の範囲に合わせてカブトムシがどのように

population would change as a result in changes in the environment that darken the tree trunks.

幹が暗くなるような環境の変化により、個体数が変化することになります。

And so what are some first things that I would look at? So we've got a beetle population.

それで、私が最初に見るべきことは何でしょうか？カブトムシの個体数ですね。

There's differences in color. But they're saying that we have a variety of different

色の違いはあります。しかし、彼らが言っているのは、様々な

colors. And so we're going to represent that with a graph. We want to show the frequencies,

色を使っています。それをグラフで表現してみましょう。度数を表示したいのです

but we're going to have a normal distribution. In other words we could be put beetle color

しかし、我々は正規分布を持つことになります。言い換えれば、私たちはカブトムシの色を

here along the x axis, from light to dark and we're going to get a normal distribution.

ここでx軸に沿って、明から暗へ、そして我々は正規分布を得ようとしています。

In other words some of the beetles are really light. Some are really dark. But most of them

言い換えれば、いくつかのカブトムシは本当に明るいです。あるものは本当に暗いですしかし、それらのほとんどは

are going to be in the middle. What are they then asking us to do? They want to show us

が真ん中に来てしまいます。では彼らは私たちに何を求めているのでしょうか？彼らは私たちに

evolution. They want to show us how they're changing as the bark becomes darker and darker.

進化しています。樹皮がどんどん黒くなっていく中で、どのように変化していくのかを見せたいとのことです。

So what's going to happen? Well as the bark becomes darker and darker, all of these lightly

では、何が起こるのか？そうですね......樹皮がどんどん黒くなっていくと、これらのすべての軽やかな

colored beetles are going to die because the birds are going to see them. And they're going

色のついたカブトムシは鳥に見られて死んでしまいそうです。そして、彼らは

to show up. And so they're going to die on this side of that curve. And so this would

姿を現すためにだから彼らはカーブのこちら側で死ぬことになりますそれで、これは

be pre-evolution and then this would be post-evolution. And so what we're going to see is directional

進化前のものが進化後のものになりますそして、私たちが見ようとしているのは、方向性のある

selection. And so it's neat. I could look at that. We now have a visual representation

を選択します。それで、きちんとしています。私はそれを見ることができました。これで視覚的に

of a concept and this is what they're getting at. Can you build a model like this? Or, if

概念の中にあるもので これが彼らが得ているものですこのようなモデルを作ることはできますか？とか、もし

you were given four options in a multiple choice portion, could you choose the one that

多肢選択式の部分で4つの選択肢を与えられたとき、次のようなものを選ぶことができましたか？

reflects this hypothetical change? Let's go to the next thing they'd like you to be able

この仮定の変化を反映しているのでしょうか？では、次のことを考えてみましょう。

to do. They want you to be able to describe a model or a visual representation. Well here's

すること。モデルや視覚的な表現を記述できるようにしてほしいと言われています。さて、ここでは

a question. What will happen to the water molecules in dissolved salts over time? So

という質問がありました。溶解した塩の水分子は 時間が経つとどうなるのでしょうか？ということで

we have a U-tube over here on the side. You could look right here that we've got water,

横にU字管がありますここに水があるのを見てください

which is going to be this bluish color and we have these dissolved salts. And so they're

これは青みがかった色をしていて溶解した塩類がありますそれで、彼らは

going to ask you what would happen over time? One other piece of evidence is that we've

時間が経てば何が起こるかを 尋ねるつもりですか？もう一つの証拠として、私たちは

got a semi permeable membrane down here. What does that mean? It's only going to allow certain

ここには半透過性の膜があるどういう意味だ？それは、特定のものだけを許可するつもりだ

things through. In this case it's only going to allow water to go through. So what would

を通すことができます。この場合は水を通すだけですでは、何をするかというと

happen over time? Well we're now dealing with diffusion. And so these salt molecules are

は時間の経過とともに起こるのでしょうか？今は拡散を扱っていますそれで、これらの塩の分子は

going to be randomly bouncing around and they would always want to move from an area of

のエリアから移動したいと思っています。

high concentration to low concentration. They would always want to move from the left side

高濃度から低濃度へ彼らは常に左側から移動したがるだろう

of the U-tube to the right side of the U-tube. But they can't, because there's a semi permeable

の右側にU字管の右側にしかし、彼らはできません、半透水性の

membrane here. And so the water is the only thing that can move. So let's look at the

ここに膜がありますだから水だけが動くことができるのですということで、ここでは

water now. Well the water is going to have a higher concentration of water on the right

今の水。右の方が水の濃度が高くなっています

side then the left side. And so the water is going to start flowing through this semi

左側を通って左側へと流れていきます水はこの半円を通って流れ始めます

permeable membrane. So the level of the water would magically move up on this side and it's

透過性のある膜です。だから水位が魔法のようにこちら側に移動して

going to move down on this side. How long is it going to do that? Until the concentration

こっち側に移動するいつまでやるんだ？集中するまで

of salt molecules to water molecules is going to be the same on either side. Now does the

はどちらの側でも同じになりそうです。今は

water stop moving? No. It's still going to move back and forth, it's just that it's going

水は動かなくなるの？いいえ、水はまだ行ったり来たりしています。

to be at an equilibrium. So you can see now that I'm giving you a model and then I'm asking

が平衡状態にあることを示しています。これで、私がモデルを与えていることがわかりますね。

you to describe the model or what's going to happen over time. The third thing they

モデルを説明したり、時間をかけて何が起こるかを説明したりします。3つ目のことは

want you to be able to do in this science practice is to refine a model or representation.

この理科の実習でできるようになってほしいのは、モデルや表現を洗練させることです。

And so they could give you a model and then they could ask you questions based on that.

それで、モデルを渡して、それに基づいて質問をすることができます。

So I've got a model over here to the right and what I'm asking is how will changes in

右側にモデルを持ってきましたが、私が質問しているのは、どのようにして

the messenger RNA sequence effect the properties of the newly born protein? Okay now I'm asking

メッセンジャーRNAの配列は、新しく生まれたタンパク質の特性に影響を与えますか？さて、今私は尋ねています

you to refine the model that I have given you. And so right here you can see that we've

私が与えたモデルを改良してくださいここにあるのは、私たちが

got translation going on. So we've got messenger RNA. It's moving through a ribosome. And as

翻訳が行われていますメッセンジャーRNAがあるのねそれはリボソームを通って移動していますそして

it does, we've got our tRNA. So the tRNA, which is going to be this molecule right here

そうすると、私たちはtRNAを手に入れました。このtRNAは、ここにあるこの分子になります

is going to arrive at the A site and it's going to contribute it's one amino acid. And

はAサイトに到着して 1つのアミノ酸に貢献することになりますであり

so that would be just describing this model. But they want you to refine it. In other words,

それはこのモデルを説明しているだけでしょうしかし 彼らはそれを改良して欲しいと言っています言い換えれば

what would happen if we would change the messenger RNA sequence? Well if we change that sequence

メッセンジャーRNAの配列を変えると どうなるのでしょうか？その配列を変えると

here, it's going to change the amino acids that come in and therefor it's going to change

ここでは、それが入ってくるアミノ酸を変えようとしています。

the proteins. What's going to happen if we change the proteins? Well remember, or excuse

タンパク質を変えるとどうなるの？タンパク質を変えたらどうなるの？覚えていますか？

me, the amino acids? Every amino acids is going to be the same except for the R group

私は、アミノ酸？アミノ酸はR群以外は全部同じになりそうです。

that hangs off to the side. And so if we change those R groups, we're going to change the

脇にぶら下がっていますそれで、もしRグループを変えれば

chemical interactions between all of those R groups and so we're going to get a protein

これらのR基のすべての間の化学的相互作用により、タンパク質を得ることができます。

that folds differently. In other words its secondary and tertiary structure is going

異なった折り方をしています。言い換えれば、その二次構造と三次構造は

to be different. And so now I'm not answering a question based on this model, I'm saying

違ったものになるように。そして今、私はこのモデルに基づいて質問に答えているのではなく、私が言っているのは

if we could refine it what else do I know. Next thing they want you to be able to do

洗練されていれば他に何を知っているのか次に求められているのは

is use models and representations. And so right here they're saying the digram to the

モデルと表現を使うことですここで彼らはディグラムを

right shows transduction in bacteria. How does genetic variation in bacteria result

右はバクテリアの遺伝子導入を示す。バクテリアの遺伝的変異はどのようにして起こるのでしょうか？

from this process? So they're going to ask you to use the model. In this case we've got

このプロセスから？モデルを使って欲しいと言われるわけですね。この場合、私たちは

a bacteriophage, remember it's a virus that's infecting a bacteria. But that's not what

バクテリオファージを覚えておいてください バクテリアに感染しているウイルスですしかし、それは

the question is about. They're asking you to say how that would effect the genetic variation

質問はそれについてですそれが遺伝的変異にどのような影響を与えるかと言っているのです。

in the bacteria. Now remember, bacteria don't have sex. They don't do meiosis and produce

バクテリアの中で。今思い出してほしいのですが、バクテリアはセックスをしません。彼らは減数分裂をしないし、産生もしない。

sperm and egg. And so how could we get variation in it? Well let's look at what's going on.

精子と卵子ですではどうやってそのバリエーションを得ることができるのでしょうか？さて、何が起こっているのか見てみましょう。

So the bacteria is injected with DNA from the bacteriophage. That's basically programming

バクテリオファージのDNAを注入するわけですね。これは基本的にはプログラミングです

that bacteria to make more viruses. Except there's one thing going on right here. At

ウイルスを作るためのバクテリアですここで起こっていることを除いてはここでは

this point, instead of this virus being packaged with viral DNA that's created by the bacteria,

この点では、このウイルスは細菌によって作られたウイルスDNAと一緒にパッケージ化されているのではなく、細菌によって作られたウイルスDNAと一緒にパッケージ化されているのです。

it's packaged with bacterial DNA. And so as these viruses spread out, this one virus is

それはバクテリアのDNAと一緒に 包み込まれていますそれで、これらのウイルスが拡散していくと、この1つのウイルスは

injecting bacterial DNA into another bacteria. So it's transferring DNA from one bacteria

細菌のDNAを別の細菌に注入することですつまり、あるバクテリアからDNAを移すということです。

to another. What is that going to give that new bacteria? It's going to give it variation.

を別のものに変えます。それは新しいバクテリアに何を与えるのでしょうか？それはバリエーションを与えようとしています。

And so again I'm applying my knowledge to a model or a visual representation. And then

私は自分の知識をモデルや視覚的な表現に応用しています。そして

the last one is we need to be able to reexpress models and representations. And so in this

最後はモデルや表現を再表現できるようにする必要があるということですで、この中では

one we're looking at signal transduction. So you can see right here that we've got an

信号伝達を見ていますですから、ここでは、私たちが持っている

insulin receptor and then we've got glut or we've got a glucose transport. So what's the

インスリン受容体を受容してからグルコース輸送を行うことになりますで、何が

question asking? How can changes in key elements of signal transduction alter cellular response?

質問ですか？シグナル伝達の重要な要素の変化は、どのようにして細胞応答を変化させることができますか？

And so again now they're asking you to apply the knowledge that you have. In this case,

そして今また、彼らはあなたが持っている知識を適用することを求めています。この場合は

why is insulin important? Insulin is going to dock with an insulin receptor, but what

なぜインスリンが重要なのか？インスリンはインスリン受容体とドッキングしようとしていますが、何が

it's really going to open up are going to be these glucose transports. In other words

それが本当に開くことになるのは、これらのグルコース輸送です。言い換えれば

it's going to open up this gate and so glucose can get into the cell. And so what are some

このゲートを開くことで グルコースが細胞内に入ることができますそれで、いくつかの

questions we can ask from that? Well let's say there's no insulin. If there's no insulin

そこから質問できることはありますか？インスリンがないとしましょう。インスリンがないとすると

here, there's going to be no signal transduction and it's not going to open up and it's not

ここでは、信号の伝達が行われずに、それは開かれずに、それは

going to allow glucose to come in. So if you're a type I diabetic, if you don't have insulin,

ブドウ糖が入ってくることを許してしまうのです。もしあなたが１型糖尿病なら インスリンを持っていなければ

they you're out of luck. But let's say you're a type II diabetic. Where's the problem going

彼らはあなたが運がないと言っていますしかし あなたがII型糖尿病患者だとしましょうどこに問題があるのか

to be there? Now we've got a problem with the insulin receptor itself. We're creating

があるのか？インスリン受容体自体に問題があります私たちが作っているのは

insulin but it's not docking properly with the insulin receptor. What's that going to

インスリンだけど インスリン受容体と適切に結合していませんそれは何をするのかというと

do? We still don't have a signal transduction. We still don't have a glucose transport opening

はどうするのでしょうか？我々はまだシグナル伝達を持っていない我々はまだグルコース輸送の開口部を持っていません

up. And so again these are all questions that you might find on an AP Biology test in the

上にあげてください。これらは全てAP生物学のテストで出題される問題です

spring. In other words they're asking you to use models, create models. But models are

春です。つまり、モデルを使え、モデルを作れと言っているのです。しかし、モデルは

neat. They allow us to make sense of a mental model. And lots of times it gets visual and

きちんとしたメンタルモデルの意味を理解できるようにしてくれますそして多くの場合、それは視覚的になり

it gets much easier to understand. And they're used by scientists. What's the most famous

理解しやすくなります科学者にも使われています最も有名な

model of all? That model was developed by James Watson and Francis Crick, right here.

全てのモデル？そのモデルは ジェームズ・ワトソンと フランシス・クリックによって開発されました ここにあります

They're shaking hands with McCarty, who is one of the scientists who had figured out

彼らはマッカーティと握手をしています。

that is was DNA that was actually doing the transforming inside bacteria. But they were

それは実際にバクテリアの中で 形質転換をしていたDNAでしたしかし 彼らは

able to build a model. They were able to build a model because they knew what DNA was made

模型を作ることができました。彼らがモデルを作ることができたのは DNAがどのように作られているかを知っていたからです

up of. They knew that it was made up of phosphates, sugar and then these nitrogenous bases. They

で構成されていることを知っていました。彼らはリン酸塩、砂糖、そしてこれらの窒素塩基で構成されていることを知っていました彼らは

knew the ratio of the bases. But until they could physically build it, they couldn't visualize

ベースの比率を知っていましたしかし、物理的に構築するまでは、視覚化することができませんでした。

it. And so models and visual representations are incredibly important. In AP Biology it

ということになります。だからモデルと視覚的な表現は非常に重要なのです。AP生物学では

will help you do better on the test and I hope that was helpful.

は、テストでより良い結果を出すのに役立ちますし、お役に立てたなら幸いです。