発泡スチロール球で,ブドウ糖(グルコース)をつくってみましょう

イッセイです。干し柿の表面の白いのがブドウ糖だそうです。私たちの体をつくる細胞たちにとっては,ブドウ糖が栄養源ですから,とっても大事な分子です。そんなブドウ糖の分子の1億倍の模型を発泡スチロールで作ってみましょう。

ブドウ糖をつくる原子

ブドウ糖は,炭素原子6こ,酸素原子6こ,水素原子12こでできています。

炭素原子は,発泡スチロールの35mm球を黒く塗ってつくります。

酸素原子は,発泡スチロールの30mm球を赤く塗ってつくります。

酸素原子は,発泡スチロールの25mm球を何も塗らずそのままつかいます。

発泡スチロール球を1億倍の原子模型と見立てるときに

発泡スチロール球にペンキで色を塗りましょう

炭素原子を切ります

炭素原子のうち4個は,以下の切り方で切ります。

炭素原子の切り方(A)第1面第2面第3面第4面
109.5度の角度定規28mm28mm24mm24mm

炭素原子どうしの結合は,計算上30mmで切る必要があります。しかし,それをやると複数の炭素原子の重なりが出てきて工作がほぼ不可能となります。

工作に困っていたとき,2002年の仮説実験授業研究会の冬の水上大会にて山田正男さんに相談したところ「28mmで製作したらいいよ」とおっしゃっておられました。その後いろいろ試してみて,切れ線が出ないギリギリの大きさが28mmであることを確認できました。

炭素原子のうち残り2個は,以下の切り方で切ります。

炭素原子の切り方(B)第1面第2面第3面第4面
109.5度の角度定規28mm24mm24mm24mm

酸素原子と水素原子を切ります

酸素原子は,24mmの孔定規に乗せて,接するように2回切ります。

水素原子は,24mmの孔定規にはめこんで,ちょうど半分になるように1回切ります。よって,1個の発泡スチロール球から2個の水素原子をつくることができます。

ブドウ糖の骨格を組み立てます

炭素原子5こと酸素原子1こで,ブドウ糖の〈骨格〉をつくりましょう。

ブドウ糖の骨格(白い断面が2つ見えている状態)

ブドウ糖の骨格を作る炭素原子のうち,(1)は炭素原子の切り方(B)できったものをつかいます。(2)〜(5)は,炭素原子の切り方(A)できったものを使います。

(1)・酸素・(5)の原子の24mmの断面をくっつけた状態にします。そのあと,断面をくっつけたまま原子の位置を調整して,二つの炭素原子の28mmの断面がテーブルにぴったりくっつくようにします。

(2)(3)(4)の炭素原子の28mmの断面どうしをつけておいて,28mmの面がテーブルにぴったりくっつくように調整します。

テーブルにくっつけた部分どうしを,くっつけるようにします

テーブルにくっつけた炭素の面同士をくっつけると,骨組みができます。

まずは接着せずに手でおさえ持ったまま「ああこうなればいいんだなあ」と見当をつけます。その後で,木工用ボンドで接着します。

木工用ボンドで接着する時には,まず,片方の面に木工用ボンドを塗り,その断面とくっつける予定の原子の断面でスリスリします。そうして互いの断面にうすく木工用ボンドがひろがったら5分ほど待ちます。完全に乾く前にギューっとねじ込むように押し付けるとバチっとくっつきます。

くっつけるときに,真ん中の原子の位置に気をつけてください。

裏返してみたときに,上の写真のように白い断面が3つ並んでいれば正解です。

モルックスでは説明がやりやすいので詳細にしています。参考にしてください。

モルックスで,ブドウ糖をつくりましょう

骨格につける原子たち

内側が上,外側が下につける原子たちです

(1)には,上に水素原子,下に酸素と水素がつきます。

(2)には,上に水素原子,下に酸素と水素がつきます。

(3)には,上に酸素と水素,下に水素原子がつきます。

(4)には,上に水素原子,下に酸素と水素がつきます。

(5)には,上に「水素・水素・酸素+水素をつけた炭素原子」を,下に水素原子をつけます。

(5)の上の場合は炭素原子同士の結合となりますから,28mmの断面同士でつけます。他は,すべて24mmの断面です。

こうしてブドウ糖ができました (^ω^)

発泡スチロール球で1億倍の分子模型を作るのは,かなり大変です。でも,一度作ったらずっと手に持って眺められるのがいいところです。

MolViewでつくるとこんな風になります。