１：体温調節

恒温動物の体が
体温を一定の範囲内に
保とうとする働きのことを

体温の調節

といいます。

日常生活の中では
私たちが意識しない間に
体温が変化しうる時が沢山あります。

直射日光に当たっていた
ペットボトルの飲み物が熱くなるように

日に当たっていると身体は

温められます。

起床してすぐの布団が温かいのは
体の熱が体外に出ていったためです。

そのような中であっても
身体が温まりすぎたり
冷えすぎたりしないのは、

私たちが知らない間にも
常に体温の調節が行われて
いるためなのです。

体温の調節では、
間脳の視床下部が
中枢として中心的な役割を
果たしています(下図)。

体温調節はまず、

間脳の視床下部が
体温の変化を感知すること

から始まり、

自律神経系と内分泌系が
協調して働きます。

その結果として、

①体外への放熱量
②体内での発熱量

の２つが変化して
体温が調節されるのです。

この記事では
ヒトの体温調節の
仕組みを解説します。

まずは、より複雑な仕組みをもつ
体温が低くなった時の調節から
見てみましょう。

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２：体温が低くなった時

寒い場所にいるなどして
体の熱が奪われると
皮膚や血液の温度が下がります。

皮膚や血液の温度の低下は
間脳の視床下部によって感知
されます(下図)。

その後、
①体外への放熱量が減る
②体内での発熱量が増える
という２つの現象が起こって
体温が上昇します。

順番に解説しましょう。

①体外への放熱量が減る

視床下部は、交感神経を介して
皮膚の血管を収縮させます(下図)。

その結果、皮膚の中を
流れる血液の量が減ります。

もしも冷たい外気に接している
皮膚の中を温かい血液が
多く流れていたら

身体の熱が血液を介して、
どんどん外気に奪われて
しまうことでしょう(下図)。

皮膚の血流量が減ることで
身体の熱が外気に
奪われにくくなるのです(下図)。

獣毛があってよかった。

ボンボ

②体内での発熱量が増える

視床下部は、交感神経を介して
肝臓の代謝を活発にします(下図)。

その結果、肝臓での
発熱量が増えます。

発熱する事だけで例えるなら、
体温程度の巨大なカイロが
体内にあるようなものです。

とはいえ、肝臓だけが
温まるわけではありません。

視床下部は、交感神経を介して
心臓の拍動も活発にします(下図)。

これによって、温まった血液の
全身への循環が促されるのです。

よく出来てるなぁ～

ボンボ

さらに、内分泌系(ホルモン)の
働きが後押しをします。

視床下部が交感神経を介して
副腎髄質に働きかけます(下図)。

すると、
副腎髄質の細胞から血液中に
アドレナリンが分泌されます。

アドレナリンは
血液の流れを介して
肝臓と心臓に作用し、

肝臓の代謝と心臓の拍動を
促進するのです(下図)。

そして、まだ他にも
ホルモンの作用があります！

うへぇ～汗

ボンボ

間脳の視床下部から
放出ホルモンが分泌されて
脳下垂体前葉に作用します。
(下図右上)

すると、脳下垂体前葉から
甲状腺刺激ホルモンが分泌され
甲状腺に作用します(下図)。

そして、甲状腺から
チロキシンが分泌されて
肝臓の代謝を促進するのです(下図)。

チロキシンの話は
前にも聞いた気がする。

ボンボ

そうですね。

体温調節の話は
実は、新しい知識は少なく

『自律神経の話』や
『チロキシンの話』などで
解説したことの総合なのです。

さて、やや複雑でしたが、
中心的な働きをしている中枢は
間脳の視床下部であることと、

交感神経とホルモンが
協調して働いていることが
理解できたのではないでしょうか。

次の、体温が高くなった時の調節は
ずっとシンプルですが

注意点があります。

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確認問題１

体温を上げる仕組みを描いた
下図の空欄①～⑤に入る名称を
以下から選んで答えなさい。

インスリン、アドレナリン、グルカゴン
チロキシン、交感、副交感、
甲状腺刺激ホルモン、放出ホルモン

解答は、すぐ上の解説の図を参照。

３：体温が高くなった時

暑い場所にいるなどして
体温が上昇すると、

体温の上昇は
間脳の視床下部に感知されます(下図)。

そして、以下の仕組み(①と②)が働きます。

①体外への放熱量が増える

交感神経の働きが “抑えられて”
皮膚の血管が拡張します。
※下図：働きが抑えられた交感神経を
　細い線で描いている。

すると、皮膚の中を流れる
血液の量が増えます。

結果として、血液を介して
身体の熱が体外へと
逃げやすくなるのです(下図)。

体温が下がった時と逆だね。

ボンボ

そうです。

加えて、視床下部が
交感神経を介して汗腺に
働きかけることで
発汗が増えます(下図)。

すると、汗が蒸発する時に
皮膚表面の熱を奪っていくのです。

さっきは、交感神経が
抑えられてたのに。。。

ボンボ

ここは注意点なのですが、
皮膚の血管とつながる
交感神経の働きは抑えられて、

汗腺とつながる
交感神経は働くのです。

さて、次で最後です。

②体内での発熱量が減る

視床下部は、副交感神経を介して
肝臓の代謝を抑え、また、
心臓の拍動を減少させます(下図)。

先ほど解説した
体温を上げるしくみとは
真逆の現象で、

副交感神経を介している

という点に注意しましょう。

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確認問題２

以下の①～⑤に入る語句を
答えなさい。

ヒトの体温調節の中枢は
間脳の(①　　　)である。

体温を上げる仕組みでは、
(②　　　)神経を介して肝臓の代謝や
心臓の拍動を活発にする。

体温を下げる仕組みでは、
(③　　　)神経を介して発汗が促進される。
皮膚の血管に分布する(④　　　)神経の
働きは抑えられ、皮膚の血流量が増える。
また、(⑤　　　)神経の働きで
心臓の拍動は減少する。

解答

ヒトの体温調節の中枢は
間脳の(①視床下部)である。

体温を上げる仕組みでは、
(②交感)神経を介して肝臓の代謝や
心臓の拍動を活発にする。

体温を下げる仕組みでは、
(③交感)神経を介して発汗が促進される。
皮膚の血管に分布する(④交感)神経の
働きは抑えられ、皮膚の血流量が増える。
また、(⑤副交感)神経の働きで
心臓の拍動は減少する。

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１つ前の記事「遺伝子って何？ DNAとどう違うのか？」

１：遺伝子発現に関わるＲＮＡ。

遺伝子の発現とは、
遺伝子(ＤＮＡの一部)の情報をもとに
タンパク質が合成されることです。

遺伝子発現の過程において
遺伝子とタンパク質を仲介する
物質があります。

それは、
ＲＮＡ(アールエヌエー)
といいます。

名前も特徴も
ＤＮＡと似ているためか混同されやすく
入試でもよく問われます。

ＲＮＡの理解は
遺伝子発現の理解に欠かせませんので、

ＲＮＡについて、ＤＮＡと
比較しながら見ていきましょう。

２：ＲＮＡとは？　DNAとＲＮＡの違い

ＤＮＡもＲＮＡも共に

４種類のヌクレオチドが
鎖状につながった物質

です。
※ヌクレオチドって何？という時は、
　一旦こちらへ「DNAの二重らせん構造」

ＤＮＡとＲＮＡの構造には
いくつか異なる点あり、

以下の３つを押さえましょう。

①ＤＮＡは２本鎖、ＲＮＡは１本鎖

　ＤＮＡは２本のヌクレオチド鎖で
　できていて(２本鎖)、かつ、
　らせん状にねじれた形をしています。

　ＲＮＡは、１本のヌクレオチド鎖で
　できています(１本鎖)。
　

　
　※：DNAの図は、らせんを
　　　ほどいた形で描いてある。

②ＤＮＡの糖は、デオキシリボース。
　ＲＮＡの糖は、リボース(下図)。

どっちがどっちか、
忘れそう。。。

ボンボ

では、次のように
覚えておきましょう。

・ＤＮＡのＤの由来は、
　デオキシリボースのデ(Ｄ)。

・ＲＮＡのＲの由来は、
　リボースのリ(Ｒ)。

③ＲＮＡのヌクレオチドの塩基には
　チミンが無く、
　代わりにウラシルがある。

　ＤＮＡの塩基は
　グアニン:Ｇ、アデニン:Ａ、
　シトシン:Ｃ、チミン:Ｔ。
　の４種類です。

　ＲＮＡの塩基は、
　グアニン:Ｇ、アデニン:Ａ、
　シトシン:Ｃ、ウラシル:Ｕ。

　チミン(Ｔ)の代わりに
　ウラシル(Ｕ)があるのです(下図)。

ＲＮＡは
転写(てんしゃ)という仕組みによって
ＤＮＡをもとに合成されます。

次章に入る前に
ここまでの知識を
確認問題でまとめましょう。

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確認問題

以下の文の①～④について、
適切な語を選びなさい。

RNAは、多数のヌクレオチドが鎖状に
つながった(①１、２)本鎖の物質である。

RNAを構成する糖は
(②デオキシリボース、リボース)である。

RNAの塩基には、
(③アデニン、チミン)の代わりに
(④シトシン、ウラシル)がある。　

ウラシルは
(⑤アデニン、チミン、シトシン)
と結合する。

答え

RNAは、多数のヌクレオチドが鎖状に
つながった(①１)本鎖の物質である。

RNAを構成する糖は
(②リボース)である。

RNAの塩基には、
(③チミン)の代わりに
(④ウラシル)がある。　

ウラシルは
(⑤アデニン)
と結合する。

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３：転写(てんしゃ：RNAの合成)

DNAの塩基配列をもとに
RNAを合成する過程

のことを、

転写(てんしゃ)

といいます。

言いかえれば、

ＤＮＡの塩基配列を
ＲＮＡの塩基配列として
写し取る過程

です。

これから転写の過程を説明しますが
上記のイメージをもっておくと
理解しやすいでしょう。

転写は
ＤＮＡの全体ではなく、

ＤＮＡの特定の部分

で行われます。

転写が行われている部分では
ＤＮＡの２本鎖が分かれて

１本ずつのヌクレオチド鎖
になっています(下図)。

１本ずつに分かれた
ヌクレオチド鎖のうち

“片方の”ヌクレオチド鎖だけ

に対して、
ＲＮＡのヌクレオチドが結合し、

すぐ隣まで合成されているＲＮＡの
ヌクレオチド鎖とつながります(下図)。

これが繰り返されて
ＲＮＡが合成されていきます(下図)。

転写が終わると
ＲＮＡ全体がＤＮＡから離れ、
１本のＲＮＡが出来るのです(下図)。

転写の全体像を見てきましたが
ＤＮＡを”写し取る”過程は
どこなのでしょうか？

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４：相補的な結合　ポイントはウラシル(U)

ＲＮＡのヌクレオチドが
ＤＮＡのヌクレオチド鎖と結合する
過程を詳しく見ていきます。

この過程では、

ＲＮＡのヌクレオチドの塩基と
ＤＮＡのヌクレオチド鎖の塩基が

相補的に結合

します。

“塩基の相補的な結合”という言葉は、
ＤＮＡの複製を解説した記事でも
取り上げました。

ＤＮＡの複製の時には、

塩基の相補的な結合とは

・グアニン(G)とシトシン(C) 同士
・アデニン(A)とチミン(T) 同士　　　

が結合することであると
解説しました。

でも実は、
結合の組み合わせは
もう１つあるのです。

それは、

アデニン(Ａ)とウラシル(Ｕ) 同士　　

です。

まとめると、

塩基の相補的な結合とは、

・グアニン(G)とシトシン(C) 同士
・アデニン(A)とチミン(T) 同士
・アデニン(A)とウラシル(U) 同士　　　

が結合すること

なのです。

これを踏まえて
先ほどの転写の図を
見てみましょう。

仮にＤＮＡの塩基配列が
左からＧＴＣＡＣＡ
であるとします。

この塩基配列をもとに
作られるＲＮＡの塩基配列は
左からＣＡＧＵＧＵとなります(下図)。

ＲＮＡの塩基には、
チミンが無く、ウラシルがある
という事を思い出してください。

ＤＮＡ側の塩基アデニン(Ａ)と
結合するのは、
ＲＮＡ側の塩基ウラシル(Ｕ)
なのです(下図)。

こうして、
ＤＮＡの塩基配列が
ＲＮＡの塩基配列として
写し取られます。

転写における
写し取るというのは
“コピーでは無い”のです。

なお、
新しいヌクレオチド鎖を
合成するもととなる
ヌクレオチド鎖のことを、

“鋳型(いがた)”の鎖

と言います。

ＤＮＡの片方のヌクレオチド鎖が
鋳型となってＲＮＡが合成される

といった使い方をしますので
頭の片隅に入れておきましょう(下図)。

さて、これで
遺伝子の発現を解説する
準備が整いました。

この記事の最後に、
遺伝子の発現とは直接は関係しませんが
共通テスト対策として
転写と複製の違いをまとめておきます。

次回「遺伝子の転写と翻訳」

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確認問題

転写では、ＤＮＡの(①：全体、一部)で
２本鎖が開き、１本ずつの
ヌクレオチド鎖となる。

これらのヌクレオチド鎖のうち
(②：両方、片方)のヌクレオチド鎖が
鋳型となって転写に使われる。

ＲＮＡのヌクレオチドと
ＤＮＡのヌクレオチド鎖とは、
(③：糖、塩基、リン酸)を介して
相補的に結合する。

ＲＮＡを合成するための
鋳型となるＤＮＡの塩基配列が
ＡＴＣＧならば、

合成されるＲＮＡの塩基配列は、
(④：ＵＧＡＣ、ＴＡＧＣ、ＵＡＧＣ)となる。

ＲＮＡのウラシルと結合するのは、ＤＮＡの
(⑤：アデニン、チミン、シトシン、グアニン)
である。

解答

転写では、ＤＮＡの(①：一部)で
２本鎖が開き、１本ずつの
ヌクレオチド鎖となる。

これらのヌクレオチド鎖のうち
(②：片方)のヌクレオチド鎖が
鋳型となって転写に使われる。

ＲＮＡのヌクレオチドと
ＤＮＡのヌクレオチド鎖とは、
(③：塩基)を介して
相補的に結合する。

ＲＮＡを合成するための
鋳型となるＤＮＡの塩基配列が
ＡＴＣＧならば、

合成されるＲＮＡの塩基配列は、
(④：ＵＧＡＣ、ＴＡＧＣ、ＵＡＧＣ)となる。

ＲＮＡのウラシルと結合するのは、ＤＮＡの
(⑤：アデニン)
である。

次回「遺伝子の転写と翻訳」

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５：ＤＮＡの複製と転写の違い

まずは、意味を
確認しておきましょう。

・ＤＮＡの複製は、
　ＤＮＡの塩基配列に基づいて
　ＤＮＡをコピー(複製)する過程

・ＲＮＡの転写は、
　ＤＮＡの塩基配列に基づいて
　ＲＮＡを合成する過程

です。

では、３つの違い。

・複製では、ＤＮＡの全体が複製される。
・転写では、ＤＮＡの一部分が転写される。

・複製では、
　ＤＮＡの２本のヌクレオチド鎖の
　両方が鋳型となる。
・転写では、
　ＤＮＡの２本のヌクレオチド鎖の
　片方だけが鋳型となる。

・複製では、ＤＮＡのアデニンに対して、
　“ＤＮＡ”のヌクレオチドのチミンが結合する。
・転写では、ＤＮＡのアデニンに対して、
　“ＲＮＡ”のヌクレオチドのウラシルが結合する。

次回「遺伝子の転写と翻訳」

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１：遺伝子の働き

遺伝子には、
生物の形質(形や性質など)を
決める働きがあります。

遺伝(親の形質が子に伝わること)は
親のもつ遺伝子が子に受け継がれる
ことで起こるのです。

遺伝子には、働きの異なる
さまざまなものがあります。

例えば、
ヒトの瞳(厳密には虹彩こうさい)の
色には、茶色や青色などがあります。

どのような色の虹彩になるのか、
という事には、複数の遺伝子が

関係していています。

親から生まれた子の虹彩の色が
親と同じ茶色である時には、

茶色の虹彩の形成に関わる遺伝子が
親から子に受けつがれているのです。

では、遺伝子とは
具体的に何なのでしょうか？

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２：遺伝子の正体　

遺伝子をテーマとした話題で
いつも一緒に使われる言葉があります。

ＤＮＡ です。

ＤＮＡと遺伝子は
とても密接な関係がありますが
同じものではありません。

ＤＮＡのつくりには
塩基配列がみられます。
※塩基配列って何？という場合は
　一旦こちらへ ↓
　 DNAの二重らせん構造と塩基配列

ＤＮＡの塩基配列は、

タンパク質をつくるための
情報をもつ領域と

それ以外の領域とに
分けられます。

そして、
遺伝子というのは、前者の

ＤＮＡの塩基配列のうち
タンパク質をつくるための
情報をもつ領域

のことなのです。

仮に、ＤＮＡの塩基配列が
下のようであって、
太い青枠で囲った塩基配列だけが
タンパク質をつくるための情報をもつ場合

その枠で囲った部分が
遺伝子と呼ばれるのです(下図)。

※実際の遺伝子の塩基配列は
　もっと長い。

例えるなら、

遺伝子はＤＮＡでできた、
タンパク質の設計書　です。

このように遺伝子は
ＤＮＡの部分であって、
ＤＮＡそのものでは無いのです。

親子間の遺伝では、
親のＤＮＡが子に受け継がれることに伴って
親の遺伝子が子に受け継がれるのです。

先ほど、遺伝子には
働きの異なるさまざまな
ものがあると言いました。

各遺伝子は、それぞれ
ＤＮＡの塩基配列の
特定部分を占めていて

それぞれが
異なるタンパク質の情報を
担っています。

先ほど例示した
瞳の色に関係する複数の遺伝子も、
それぞれＤＮＡの塩基配列の
異なる位置にあるのです。

では、一体どのようにして
遺伝子という設計書をもとにして
タンパク質が作られるのでしょうか？

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２：遺伝子の発現(はつげん)

遺伝子の情報をもとにして
タンパク質が合成されることを、

遺伝子の発現(はつげん)

といいます。

例えば、
インスリンというタンパク質は
インスリン遺伝子という遺伝子が
発現することで作られます。

とはいえ、
遺伝子(ＤＮＡの一部)とタンパク質は
全く異なる物質です。

一体どのようにして
遺伝子からタンパク質が
作られるのでしょうか？

以降の記事で
お話していきましょう。

次回は「RNAとその合成(転写)」

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『体細胞分裂』の解説の時には、

体細胞が分裂する前には
あらかじめ、DNAが複製されると
説明しました。

DNAには数多くの塩基対が
含まれますが、

複製の際には
それらの塩基対が
正確に複製されます。

例えば、
ヒトの体細胞の核内にあるDNAには
約６０億もの塩基対がありますが、

体細胞が分裂するたびに
この膨大な数の塩基対が
正確に複製されるのです。

一体それは、
どのような仕組みによるのでしょうか？

２：DNAの半保存的複製

DNAの複製の仕組みは、

半保存的複製

とよびます。

まとなが ねぎと

半分しか保存されないの？
複製にならないような、、、。

一見、矛盾するように思えますね。

どういう事なのか。
ここから見て行きましょう。

模式図を使っていくので
まず、その説明を。

図をシンプルにするため、DNAの形を
らせん構造をほどいた短い
はしご形で描きます(下図)。

ＤＮＡが複製される時には
まず、

DNAを構成する２本の
ヌクレオチド鎖の一部が

塩基対の結合部分を境目にして
１本ずつに分かれます。

その結果、
その部分の塩基は塩基対を
作っていない状態になります。

下図では、例として
塩基対を６つ描いています。

ヌクレオチド鎖のまわりには
DNAの４種類のヌクレオチド、

つまり、
・アデニンを持つヌクレオチド

・グアニンを持つヌクレオチド
・シトシンを持つヌクレオチド
・チミンを持つヌクレオチド
が存在しています(下図)。

これらのヌクレオチドが、先ほどの
塩基対を作っていない塩基を介して、

１本になったヌクレオチド鎖に
順々に結合するのです。

この時の結合は、

塩基の相補性

に従って起こります。

塩基の相補性というのは、

ＤＮＡの塩基において、
・アデニン(A)とチミン(T) 同士
・グアニン(G)とシトシン(C) 同士
が結合する特徴のことです。

膨大な数の塩基対が正確に複製される
仕組みのベースとなっているのは、
塩基の相補性なのです。

下図では、下側のヌクレオチド鎖に
３つ目のヌクレオチド(チミンをもつ)が
結合した様子を描いてあります。

そして、
後から結合したヌクレオチドが
すぐとなりの伸びつつある
ヌクレオチド鎖と結合します(下図)。

次のヌクレオチド(アデニンをもつ)が
結合した時も同様です(下図)。

今は片方のヌクレオチド鎖のみの

様子を描いて説明しましたが、

実際には
両方のヌクレオチド鎖で同時に
新しいヌクレオチド鎖が作られます。

このように

・２本のヌクレオチド鎖が
　１本ずつに分かれる。

・塩基の相補性に基づいて
　ヌクレオチドが結合する。

・結合したヌクレオチドが、
　伸びつつあるヌクレオチド鎖に

　結合する。

という３つの過程が
ＤＮＡの全体を通して起こり、

もとのＤＮＡと同じＤＮＡが
２つできるのです。

下図では、
複製後の２つDNAにおいて
新しく作られたヌクレオチド鎖を
赤色で描いています。

なすき ゆり

半保存的って、、、。

・・・？

ボンボ

先ほどの図を
もう一度見てみましょう。

複製後の２つのDNA
それぞれにおいて
新しく作られた部分は、

２本あるヌクレオチド鎖のうちの
片方(半分)１本だけ

ですね？(下図の赤色部分)

つまり、
全部が新しいDNAを１つ作って
元のDNAに加えるのでは無く、

半分だけが新しいDNAを
２つ作るという
仕組みになっているのです。

逆に言えば、複製後のDNAの
片方１本のヌクレオチド鎖は

複製前の元のDNAのヌクレオチド鎖を
使いまわし(保存)しているのです(下図)。

このような仕組みに由来して、
半保存的複製と
名付けられているのです

新しいヌクレオチド鎖を
作るために使われる

元のDNAのヌクレオチド鎖のことを
鋳型(いがた)となる
ヌクレオチド鎖といいます(下図)。

漢字は難しいですが、
新しいものを作るための”型”となる
ということです。

用語になれるためにも最後に、
鋳型という用語を使って
半保存的複製の意味を
まとめておきましょう。

半保存的複製：

ＤＮＡの各ヌクレオチド鎖を鋳型として
新しいヌクレオチド鎖をつくることで
ＤＮＡを複製する仕組み。

１：林冠(りんかん)　～森林の覆い～

樹木の枝や葉で覆われている
森林の上部のことを
林冠(りんかん)といいます。

うす暗い森の中に立って
上を見上げてみると、

頭上が樹木の枝葉で覆われて
空は、ほとんど見えません。

この時、私たちは
林冠の下側を見ています。

もし、あなたが鳥になって
森の上を羽ばたけば、

林冠の上側を見下ろすことが
できるでしょう。

林冠の意味をおさえたら、
今回のもう１つの
キーワードである

ギャップ

の解説に入りましょう。

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２：ギャップ　～成長のチャンス～

森林の樹木は、枯死したり、
台風の風などによって倒れたりします。

ギャップというのは、

林冠をつくっている樹木が
枯死したり、倒れたりして生じた、
林冠が途切れた隙間のことです(下図)。

ギャップができると、
そこから太陽の光が差し込んで
林床(りんしょう：森の地面付近)まで
光が届きます。

植物がよく育ちそう。

ボンボ

よく育ちますよ。

次の項目では、

ギャップが生じた場所で
植物の成長に何が起きるのか？

を解説しましょう。

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３：小さなギャップと大きなギャップ

森林では、様々な大きさの
ギャップが生じます。

ギャップの大きさに応じて
林床に光が届く程度が異なります。

このため、
ギャップの大きさが異なれば、
その場所でよく成長する植物の
種類も異なるのです。

ここから詳しい解説に入りますが、
生物基礎では、

極相林(陰樹林)で生じたギャップと
樹木(陽樹、陰樹)との関係

について取り上げます。

極相林(陰樹林)という用語は
『一次遷移の過程』で、

陽樹、陰樹という用語は、
『光合成速度と呼吸速度のグラフ』で
詳細を解説していますので、

これらの用語については、
ギャップの話に関係の深いことだけを
ここでは説明します。

極相林(陰樹林)では
主に陰樹が林冠を形成しており、
林内は薄暗くなっています。

薄暗い林内では、陽樹は生育できず、
陰樹の幼木(ようぼく)が生育します(下図)。

極相林(陰樹林)にギャップが生じると
どうなるのでしょうか？

小さなギャップ、大きなギャップ
の場合に分けて解説しましょう。

小さなギャップは、
例えば、１本の大きな樹木が
倒れるなどして生じます(下図)。

小さなギャップでは
林床に差し込む光が少なく、

もともとその場で生育していた
陰樹の幼木が成長するなどして
ギャップを埋めます。

ギャップが埋まると、林内はまた
うす暗い環境に戻ります。

このことを模式図で
描いてみましょう。

下図で、真ん中の１本の木が
倒れて小さなギャップが出来ます。

陰樹の幼木が成長して、
林冠に届くとギャップが埋まり、
林内は薄暗くなります(下図)。

一方で、
大きなギャップの場合は
どうなるでしょうか？

大きなギャップは、
より広い範囲で樹木が
倒れるなどして生じます。

大きなギャップでは、
林床の広い範囲に強い光が届きます(下図)。

このため、
もともと生育していた
陰樹の幼木に加えて、

陽樹の種子が
発芽して成長するのです(下図)。

陽樹には、強い光が当たる環境では
陰樹よりも速く成長する傾向があり、

あとから発芽した陽樹が、
先に生育していた陰樹の幼木を
追い抜いて林冠を形成します。

すると林内は再び薄暗くなり、
新たな陽樹は育たず、
陰樹の幼木が成長を続けます(下図)。

やがては、遷移によって
林冠を形成する陽樹も
陰樹へと置き換わっていくのです(下図)。

ちょっと待った！

ボンボ

どうしましたか？

大きなギャップの話で、
ギャップができた時に
発芽してくる陽樹の種子は
一体どこから来たの？　

ボンボ

ギャップができる以前に
その場所の土壌中に種子が埋まって
休眠をしていた場合や、

ギャップができた後に
風などによって種子が
運ばれてくる場合などがあります。

種子によっては、
発芽できる環境になるまで
何年間も休眠している
場合もあるのですよ。

以前に『一次遷移の過程』で、

土壌があり、その中に植物の種子などが
存在している状態から始まる遷移のことを

二次遷移というと解説しました。

大きなギャップができたときに
その場所で進行する上記の現象は、
森林内での部分的な二次遷移なのです。

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４：極相林(陰樹林)の樹木の多様性

極相林(陰樹林)では、
色々な場所で、様々な大きさの
ギャップが生じます。

このため、極相林の樹木は
陰樹だけではなく、所々に
陽樹も混ざっているのです。

もしも、
複数の樹木が倒れて
ある程度大きなギャップが生じる
ということが無ければ、

いずれ、その森の樹木は
ほとんどが陰樹になるでしょう。

極相林(陰樹林)における
ギャップの形成は、

その森の樹木の多様性を高めることに
つながっているのです。

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１：遺伝情報

生物の形質(形や性質)を決め、
親から子へと伝わる情報のことを

遺伝情報

といいます。

身近な例を挙げると、

母ネコと父ネコの間に

ネコが生まれるのは、

ネコとしての形質を決める遺伝情報が
親ネコから子供へと伝わる
ことによるのです。

まとなが ねぎと

遺伝情報は
DNAと何が違うの？

遺伝情報は、
DNAの塩基配列として
DNAの構造の中に含まれている

のです。

※塩基配列については
『DNAの構造』で解説しています。

例えるなら、

生物基礎の情報が、
文字の配列として
教科書の中に含まれている

という事と似ています。

このため、
DNAは遺伝情報の担い手である
とも言われるのです。

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２：ゲノム、染色体は、DNAと何が違うの？

ゲノムとは、
生物が自らを形成し、維持するのに必要な
１組の遺伝情報のことです。

生物基礎においては、
ゲノムがDNAのどこに
含まれるのかを
理解しておくことが大切です。

原核生物と真核生物に分けて
解説しましょう。

原核生物の細胞には、ふつう、
１本のDNAがあり、

そのDNAに
原核生物のゲノムが含まれます。

言いかえれば
原核生物の細胞は、ふつう
１組のゲノムをもつのです。

真核細胞の場合は、
まず、染色体について
理解しておく必要があります。

染色体というのは、

DNA(とても細長い)が折りたたまれて
より太く短い形になったもの

と押さえておきましょう。

特に、細胞分裂の中期の段階では
DNAは何重にも折りたたまれ、
とても太く短い染色体が観察されます(下図)。

真核生物の細胞の核内には
複数本のDNAがみられ、

それぞれのDNAごとに
染色体を形成しています。

このため、
真核生物の細胞の核には
複数本の染色体がみられます。

DNAの長さや
折りたたまれる程度の違いによって
染色体の形や大きさは異なります。

真核生物のからだを
構成している細胞(体細胞)には
ふつう、

形と大きさが同じ染色体が
２本ずつ存在しています。

この、形と大きさが同じ染色体の
それぞれのことを
相同染色体といいます。

ヒトの場合をとり挙げましょう。

ヒトの体細胞には
４６本のDNAが含まれ、
それぞれが染色体の
形をとっています。

４６本の染色体の内訳は、

同形同大の染色体が
２本ずつ２３対ある、

言いかえれば、

相同染色体が２３対ある、

となっているのです。

観察しやすい細胞分裂中期の
染色体の模式図を、
見やすく並べて描いてみます。

細かく描くと複雑になるので、
下図のように染色体を
太い黒線として描きます(下図)。

すると、ヒトの相同染色体の
模式図はこうなります(下図)。

上図では、相同染色体１対だけを
点線で囲ってあります。

どうして同形同大のものが
２本ずつあるの？

ボンボ

２本になった仕組みをいうと、

同形同大の２本の染色体のうち、

片方１本は父親(オス親)に由来し
片方１本は母親(メス親)に由来する

のです。

じゃあ、親の細胞には
同形同大の染色体が
１本ずつしかないの？

ボンボ

親の体細胞には
同形同大の染色体が
２本ずつあるのですが、

体細胞から生殖細胞(精子や卵など)という
細胞が作られる時に、

２本のそれぞれが
別々の生殖細胞へと分配されるのです(下図)。

そして、生殖細胞が
受精をして受精卵になると、

再び、同形同大の染色体が
２本ずつに戻るのです(下図)。

もう一度、
ヒトの場合を見ていきましょう。

生殖細胞が作れられる時に
２３対ある相同染色体の
全てにおいて、

２本のそれぞれが別々の
生殖細胞へと分配されます。

このため、
ヒトの生殖細胞には
形と大きさが異なる２３本の
染色体がみられるのです(下図)。

そして受精を経て再び、
相同染色体が２３対ある細胞(受精卵)
ができます(下図)。

ふ～ん。なるほど。

ボンボ

では、ゲノムの話に戻りましょう。

ゲノムとは、
生物が自らを形成し、維持するのに必要な
１組の遺伝情報のこと

だと説明しました。

そして、

真核生物のゲノムは、

相同染色体の片方１本ずつを
集めた１組に含まれる
全ての遺伝情報に相当します。

したがって、真核生物では、

体細胞にゲノムが２組、
生殖細胞にゲノムが１組
含まれるのです(下図)。

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３：ゲノムサイズ(ゲノムの大きさ)

ゲノムサイズ(ゲノムの大きさ)は、
ＤＮＡの塩基対の数で表します。

例えば、
ショウジョウバエでは、
１億６５００万塩基対。

ヒトでは、
約３０億塩基対です。

ヒトのゲノムサイズ
(約３０億塩基対)は、

テスト対策として
記憶しておきましょう。

注意しておきたいことは、

真核生物の体細胞の核に含まれている
DNAの塩基対の数は、

ゲノムサイズと同じではない

ということです。

なぜなら、
真核生物の体細胞には、ふつう
ゲノムが２組含まれるからです。

例えば、ヒトの体細胞の核にある
DNAには、どのくらいの塩基対があるか
と問われたら、約６０億塩基対
(ゲノムサイズの２倍)となります。

では、ヒトの生殖細胞の核にある
ＤＮＡの塩基対数はいくつでしょうか？

答えはゲノムサイズと同じ
約３０億塩基対となります。

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４：遺伝子とDNA、ゲノムの関係

最後は遺伝子について、
DNA、ゲノムと関連させて
解説しましょう。

DNAの塩基配列は、

タンパク質をつくるための
情報を担う部分と

その情報を担わない部分
とに分けられます。

前者の、

タンパク質をつくるための
情報を担う部分のことを

遺伝子

といいます。　

数多くの遺伝子があり、
それぞれが塩基配列の各々の
位置を占めています。

遺伝子の数を言う場合、
生物基礎においては、
ゲノム中の遺伝子数を
言うことが多いです。

ヒトのゲノムには、

約２万個の遺伝子があると
推定されています。

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５：確認問題　

①～⑥に適する用語や数字を答えなさい。

真核生物では(①　　)染色体のどちらか
一方を集めた１組に含まれる全ての
遺伝情報をゲノムとよぶ。

真核生物においてはふつう、
体細胞にはゲノムが(②　　)組、
生殖細胞にはゲノムが(③　　　)組
含まれる。

ヒトの場合、
生殖細胞中の(④　　　)本の
染色体に含まれる全ての
遺伝情報がゲノムに相当する。

ヒトのゲノムサイズは
約(⑤３０、６０)億塩基対で、

ヒトゲノムには
約(⑥２、４)万個の遺伝子があると
考えられている。

解答

真核生物では(①相同)染色体のどちらか
一方を集めた１組に含まれる全ての
遺伝情報をゲノムとよぶ。

真核生物においてはふつう、
体細胞にはゲノムが(②２)組、
生殖細胞にはゲノムが(③１)組
含まれる。

ヒトの場合、
生殖細胞中の(④２３)本の
染色体に含まれる全ての
遺伝情報がゲノムに相当する。

ヒトのゲノムサイズは
約(⑤３０)億塩基対で、

ヒトゲノムには
約(⑥２)万個の遺伝子があると
考えられている。

確認問題１：陸上のバイオーム

下の(①)～(⑤)に入る最も適切な語句を
選択肢(あ～け)から選びなさい。

ある地域の(①)と、
そこに生息する全ての生物の
まとまりのことをバイオームという。

陸上のバイオームは
(②)に基づいて分類される。

(②)は、主に(③)(④)で決まり、
これによって陸上のバイオームは

大きく、森林、草原、(⑤)に分けられる。

あ：生態系　い：植生　う：生物の種類　
え：相観(植生の見た目)　お：湿度　
か：降水量　き：気温　く：荒原　　
け：砂漠

【分からぬボタン】

解答
①い　②え　③・④か、き　⑤く

確認問題２：森林のバイオーム

(1)図中のA～Dの範囲で成立する
バイオームの名称、特徴、植物の例を、
それぞれの語群から選び、記号で答えなさい。

バイオーム名
あ：照葉樹林　い：雨緑樹林　う：硬葉樹林　え：夏緑樹林

バイオームの特徴
あ：雨季に葉をつけ、
　　乾季に落葉する広葉樹が優占する。

い：冷温帯にみられ、
　　冬季に落葉する樹木が優占する。
う：暖温帯にみられ、クチクラ層の発達した
　　光沢のある葉をもつ樹木が優占する。
え：地中海周辺などで見られ、
　　小さく硬い葉をもつ樹木などが優占する。

植物の例

あ：カシ、タブノキ　
い：チーク　
う：オリーブ、コルクガシ
え：ブナ、カエデ

【分からぬボタン】

解答(バイオーム名、特徴、植物例)
A：い、あ、い　
B：あ、う、あ
C：う、え、う
D：え、い、え

(2)熱帯多雨林、亜熱帯多雨林、針葉樹林
　についての解説文をそれぞれ選べ。
　
　あ：一年を通して高温多湿の地域に分布し、
　　　ヘゴなどの木生シダが見られることがある。
　い：フタバガキなどの常緑樹が優占する。
　う：モミやカラマツなどが見られる。

【分からぬボタン】

解答
熱帯多雨林：い
亜熱帯多雨林：あ
針葉樹林：う

確認問題３：草原・荒原のバイオーム

図中のA～Cの範囲で成立する
バイオームの名称と特徴を以下から選び
それぞれ記号で答えなさい。 

名称
あ：ステップ　い：ツンドラ　う：サバンナ

特徴
あ：樹木がまばらに見られる
　　草原のバイオームが成立する。
い：イネ科草本が優占し、
　　樹木はほとんど見られない。
う：寒帯にみられ、主に地衣類や
　　コケ類などからなる植生が成立する。

【分からぬボタン】

解答(名称、特徴)

A：う、あ
B：あ、い
C：い、う

１：キーストーン種とは？

ある生態系の中で、食物網の上位にあり　
他の生物の生活に大きな影響を
及ぼす捕食者のことを

キーストーン種(しゅ)

といいます。　

まとなが ねぎと

捕食者は、他の生物を食べてしまうよね。

確かに、その意味でも
捕食者は他の生物の生活に
影響を及ぼしています。

ですが、

様々な捕食者のうち
キーストーン種である捕食者は

捕食を通して
さらに別の影響も

他の生物に及ぼしているのです。

具体的に説明するため
ある海岸の生態系を
取り上げましょう。

ある海岸の岩場では
下図のような生き物が見られます。

また、下図のような
食物網が見られます。

例えば、
フジツボがヒトデに食べられることを

フジツボ　→　ヒトデ

の矢印で描いています(下図)。

また、
ヒトデは主にフジツボ、イガイを食べ、
レイシガイは主にフジツボを食べるので、
矢印を太く描きます(下図)。

また、藻類、フジツボ、イガイ、カメノテは、
岩に固着して生活しています。

一方、ヒトデ、ヒザラガイ、
カサガイ、レイシガイは、
岩場を移動しながら生活しています(下図)。

ボンボ

うー、これ覚えるの？

いいえ。

いま大事なのは
生物名を覚える事ではなく、

これらの生物の間でみられる
出来事を理解する事です。

ヒトデは、この食物網の中では
もっとも上位にあります。

そして、この生態系において
ヒトデはキーストーン種なのです。

まとなが ねぎと

どうして分かったの？

説明しましょう。

この岩場で、ヒトデを取り除く
実験が行われました。

岩場を対照区と実験区の２つに分けて
以下のような操作をしたのです。

対照区：ヒトデを取り除かずに
　　　　そのままにする

実験区：ヒトデを全て取り除いて
　　　　ヒトデのいない状況をつくる

数年後、

対照区では
生物の種類の数に
ほとんど変化が
見られませんでした。

一方で実験区では
イガイが爆発的に増えて
岩の大部分を占有し、

カメノテとレイシガイは大幅に減り、

その他の、藻類、フジツボ、
ヒザラガイ、カサガイは
見られなくなりました(下図)。

このように、
ヒトデがいなくなると
種の多様性が大きく
低下してしまったのです。

一体どうなってるんだぁ～！？

ボンボ

食物網の図を見ながら
推測してみましょう(下図)。
読んでいるあなたも一緒に
考えてみて下さい。

推測してみましたか？

では、一緒に
見ていきましょう。

ヒトデがいないと
どうなるでしょうか。

まとなが ねぎと

ヒトデによる捕食が無くなる(下図)。

※ヒトデと、ヒトデによる捕食が
　無くなることを青横線で示す。

なすき ゆり

ヒトデによる捕食が無くなって
イガイが爆発的に増えたみたい。

そのように考えられますね。

他の生物は
どうして減ったのかな？

ボンボ

爆発的に増えたイガイは
岩の大部分を占有したのでしたね。

まとなが ねぎと

岩の上で固着生活する
藻類、フジツボ、カメノテは
生活する場所が無くなるね。

そうですね。

藻類、フジツボ、カメノテは、
イガイによって生息場所を奪われて
いなくなる、または、数が減ったと
考えられます(下図)。

※藻類、フジツボがいなくなったことを
　横線を引いて示す。

なすき ゆり

でも、ヒザラガイ、カサガイ
レイシガイは移動できるよ？

まとなが ねぎと

エサがいない。

はい。
ヒザラガイ、カサガイ、レイシガイは、
食物である藻類やフジツボの減少に伴って
別の岩場に移動したと考えられます。

ヒトデがいることで、
他の色々な生物が
生きられるんだね。

ボンボ

その通りですね。

この岩場の生態系では
ヒトデは、イガイが著しく増えることを
捕食によって抑えており、

その結果、多様な生物が生活できる環境がつくられ
種の多様性が維持されていると考えられるのです。

ヒトデは、この生態系での
キーストーン種であるという事が
実験結果に表れているのです。

ボンボ

ねぇ。
ヒトデは、イガイの他にも
フジツボを主に食べていたのに、

どうしてフジツボは
増えなかったの？

生物基礎では詳しく扱いませんが、

ヒトデを取り除いた後、
少しの間はフジツボが増え、

その後、イガイに
置き換わってしまったのです。

フジツボに比べて、イガイの方が
岩を占有する上で有利な
状態にあったのです。

では次に、
間接効果の説明に入りましょう。

キーストーン種の説明に比べたら
とても短いですよ。

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２：間接効果

ある生物が、捕食被食の関係で
直接つながっていない他の生物に対して
間接的に及ぼす影響のことを

間接効果

といいます。

“ある生物”というのは
キーストーン種であるとは限りませんが、

生物基礎では
キーストーン種による間接効果について
取り上げています。

キーストーン種の解説で扱った
岩場の生態系を取り上げてみましょう。

ヒトデと、藻類以外の生物との間には、
捕食被食による直接の
つながりが見られます(下図：赤矢印)。

ヒトデと藻類とでは、
捕食被食による直接の
つながりはありません。(下図)

ですが、ヒトデがいなくなると
イガイが著しく増えて
岩の上を占有してしまい
藻類が見られなくなるのでした。

つまり、
ヒトデがイガイを捕食して
イガイの著しい増殖を抑えることで

間接的に

藻類の個体数が
維持されているのです。

この岩場の生態系で
藻類の個体数が維持されているのは
ヒトデによる間接効果なのです。

３：まとめ

①キーストーン種(しゅ)：
ある生態系の中で食物網の上位にあり
他の生物の生活に
大きな影響を及ぼす捕食者のこと。

キーストーン種がいなくなると、
種の多様性が大きく
低下する事がある。

②間接効果
ある生物が、捕食被食の関係で
直接つながっていない他の生物に対して
間接的に及ぼす影響のこと。

４：確認問題(ラッコとケルプの関係)

解答、解説

基本操作を確認する確認問題と
応用問題に分かれています。

また、共通テスト生物基礎にあわせて
会話文形式の問題も記載してあります。目次

１：確認問題１

以下の写真の番号(①～④)で示される部位の
名称を答えなさい。①と②はレンズ、③は
明るさを調節する部位を示す。④は、表裏
２種類の鏡の総称を答えなさい。

・・・・・・・・・・・・・・・

解答

下図の通り

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２：確認問題２

以下の会話文中の空欄について、
適する数字や語句を選んで答えなさい。

 

なすき ゆり

先生が、顕微鏡の使い方は
教えたから、あとは自分達で
オオカナダモの葉を総合倍率
４００倍で観察できるように
練習してみなさいって。

まとなが ねぎと

うちの学校にある顕微鏡は、
接眼レンズが
１０倍と１５倍、

対物レンズが４倍と
１０倍と４０倍だから、
(①１０、１５)倍の
接眼レンズを使えばいいよね。

なすき ゆり

うん。あと、対物レンズは
最初は(②４、１０、４０)倍だね。
え～と、反射鏡は、
どうするんだっけ？

 

まとなが ねぎと

最初は(③平面鏡、凹面鏡)に
するって言ってたよ。
・・・・。
よし、視野が明るくなった。

 

次は、オオカナダモを
入れたプレパラートの
設置だぁ。
・・・・。
設置完了！(下図)　

ボンボ

 

 

まとなが ねぎと

ねぇ、ボンボ、
そこにプレパラートを
置いても何も見えないよ？
観察したい部分を
(④接眼、対物)レンズの
真下に置かないと。

 

あぁ、そうだった。
真下、つまり、ステージの
中央にある穴の上だね。
・・・・。
今度こそ、設置完了！(下図)

ボンボ

 

 

次は接眼レンズを
のぞいてピント合わせだぁ！

ボンボ

なすき ゆり

ちょっと待って。
その前に、
調節ねじをまわして
対物レンズと
プレパラートの距離を
(⑤近づけ、遠ざけ)て
おくんだったでしょ？(下図)

 

そうだった～！
真横からのぞいて。。。
よ～し、OK！

ボンボ

対物レンズと
プレパラートの距離を
(⑥近づけ、遠ざけ)ながら
ピントあわせ。

・・・。

顕微鏡に鼻が当たって
ジャマだなぁ(下図)。

ボンボ

まとなが ねぎと

おぉ、見えた！

うーん、葉の先端を観察
したいんだけど、
ちょっと位置が
左上にズレてる。(下図)

 

 

まとなが ねぎと

このままだと、倍率を
上げたときに先端が
視野内に見えなく
なっちゃうな。

視野の中央に
移動しておかなくちゃ。

まとなが ねぎと

あれ？ オオカナダモが視野の
左上に来てるんだけどさ、
プレパラートをどの方向へ
動かせばよいんだっけ？

なすき ゆり

適当に動かしてみたら？

まとなが ねぎと

・・・・そうか、自分から見て
プレパラートを
動かした方向と、
視野内が動く方向は
(⑦逆向き、同じ向き)に
なるんだったね。

さっきの状態(下図)だったら、
自分から見てプレパラートを
(⑧右上、右下、左上、左下)
に動かせばよかったんだね。

なすき ゆり

じゃあ、次に総合倍率で
１００倍にしてみよう！

レボルバーを回して
対物レンズを１０倍に。

なすき ゆり

対物レンズとプレパラートを
ゆっくり(⑨遠ざけ、近づけ)
るように
調節ネジをまわして。

できた！(下図)。

じゃあ、いよいよ
総合倍率４００倍！

レボルバーを回して
対物レンズを４０倍に！

うわぁ、対物レンズと
プレパラートがぶつかりそう。

ボンボ

なすき ゆり

倍率の高い対物レンズほど
レンズの長さが
(⑩短い、長い)から

対物レンズとプレパラートとの距離が
とても(⑪近く、遠く)なるんだね。

だけど、ここまでのピント
合わせが出来ていれば、
ギリギリぶつからないように
作られてるみたい。

顕微鏡ってうまく
作られているんだなぁ！

あれ、４００倍にしたら
視野が暗くてよく見えないなぁ。
(下図)

ボンボ

 

まとなが ねぎと

倍率を変える前に、
ちゃんと反射鏡を調節した？

高倍率になると視野が
暗くなるから、あらかじめ
反射鏡を(⑫平面鏡、凹面鏡)に
しておこうって、
先生が言ってたよ。

うぅ、忘れてた。

反射鏡を変えて、
ピントを合わせて、、、。

出来た！
うゎ～、緑の粒が
いっぱいだぁ(下図)。

ボンボ

 

なすき ゆり

葉緑体って、言うんだよね。
先生が写真で見せて
くれた時は、ふ～んって
感じだったけど、

実物を見てみると
けっこう面白い。笑

まとなが ねぎと

プレパラート動かして
別の所も見てみようっと。

ボクは、もう一回自力でピント
あわせやってみる！

ボンボ

・・・・・・・・・・・・・・・・・

解答

①１０　②４　③平面鏡　④対物　⑤近づけ　
⑥遠ざけ　⑦逆向き　⑧左上　⑨遠ざけ　
⑩長い　⑪近く　⑫凹面鏡

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３：応用問題

問１

総合倍率１００倍で観察物に
ピントをあわせたが、
対物レンズを４０倍に変えて
総合倍率４００倍になったとたん、
視野内から観察物が消えてしまった。

対処法として、最も適切なものを
以下から１つ選び、記号で答えなさい。

あ：反射鏡を平面鏡から凹面鏡に変えて、
　　視野を明るくする。

い：しぼりを調節して
　　視野を明るくする。

う：プレパラートをステージからはずし、
　　観察物が対物レンズの真下に来るよう
　　プレパラートをステージにのせ直す。

え：総合倍率１００倍に戻して、
　　観察物を視野の中央に移動させる。

問２

以下の文章の空欄に適する
数字を選んで答えなさい。

総合倍率１００倍のとき、
下図のように、視野内に2つの点が
見えているとする。

総合倍率を１００倍から４００倍に
変えると、2点間の距離は、視野内で
(①１/４、１/４０、４、４０)倍
になって見える。

また、
総合倍率４００倍の視野では、
総合倍率１００倍における視野面積の
(②１/１６、１/４、４、１６)
の部分だけが拡大されて見えている。

(②)に当たる部分は、
総合倍率１００倍の視野の
中央部分にあたる。

このため、４００倍に変える前に
視野の中央に観察したい部位を
移動させておく必要がある。

問３

総合倍率４０倍で観察しようとして
プレパラートを正しく設置したのち、
接眼レンズをのぞいたら、
明るすぎて何も見えなかった。

接眼レンズに汚れは無かった。
また、顕微鏡の置かれている
場所の光は適切な明るさだった。

顕微鏡操作に原因があるものとして、
考えられる原因を２つ答えなさい。

問４

薄い紙に書かれた「せいぶつ」
という文字を光学顕微鏡で拡大したら、
以下のように見えた。

観察者からみた、
プレパラート上の「せいぶつ」の文字の
方向として正しいものを以下から
１つ選び記号で答えなさい。

・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・

解答

問１　え
※：「う」でも対処できるが、
これまで観察していた部位の場所が
分からなくなったり、ピント合わせを
最初からやり直す必要があったりする。
最も適切な対処法は「え」となる。

問２　①４　②１/１６
※：１００倍から４００倍に変えると、
2点間の長さは4倍に拡大され、
面積では４×４＝１６倍に拡大される。
このため、４００倍の視野では、
１００倍の視野の１/１６の範囲だけが
見えている。
※：詳細は「視野中央への移動」を参照

問３　・しぼりを開きすぎている
　　　・反射鏡を凹面鏡にしている

問４　D
※：光学顕微鏡では、視野の様子は、
　　プレパラート上の実物とは
　　上下左右が逆になる。

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目次

０：体細胞分裂の落とし穴

まとなが ねぎと

体細胞分裂を勉強しようと
思ったんですけど、
S期とか前期とか、
時期の名前ばっかり出てきて
よく分からないんですよね。

体細胞分裂の学習では、
１つの細胞が２つの細胞に
分かれる過程を扱いますが、

分裂の過程を細かく区分して
S期や前期といったように名前がついており、
パッと見、複雑に感じられます。

でも実は、生物基礎で学ぶ範囲内の
体細胞分裂の仕組み自体は、
とってもシンプルなのです。

その仕組みを理解しておけば、
細かい区分の名称などは、後から
さらっと覚えることができるでしょう。

ボンボ

ねぇねぇ、その仕組みって何なの？

はいはい、慌てなくても、
順序よく解説していきますからね。

１：体細胞分裂とは

生物の体を構成する細胞が
分裂することを、
体細胞分裂といいます。

例えば、ヒトの皮膚の細胞は、
毎日沢山はがれ落ち、これを
フケやアカなどと呼んでいますが、

はがれ落ちても皮膚が薄くならないのは、
皮膚の内部で、体細胞分裂が毎日行われ
新しい細胞が作られているからです。

体細胞分裂において
最も重要なポイントといえることは、

分裂前の細胞と分裂後の細胞とで、
細胞が持つＤＮＡの遺伝情報が同じになる

ということです。

その結果として、
体細胞分裂で生じた細胞同士も
ＤＮＡの遺伝情報が同じになります。
(下図：〇は細胞を表す)

例えば、ヒトの成長では、
受精卵という細胞が体細胞分裂を
繰り返すことで細胞の数を増やし、
体を形成していきます。

このため、
同一人物の体であれば、
例外的な一部の細胞を除き、

髪の毛の細胞であっても
足の指先の細胞であっても、
DNAの遺伝情報は同じなのです。

自分の体のどの部位から
細胞を採取しても、

その細胞が、DNAの遺伝情報からみて
確かに自分自身の細胞であるのは
体細胞分裂によっているのです。

なすき ゆり

どのようにしてDNAの遺伝情報が同じ
細胞ができるのですか？

そこなんです。生物基礎では、
１つの細胞から、同じ遺伝情報のDNAをもつ
２つの細胞がどのようにできるのか、
その仕組みに注目するのです。

ボンボ

DNAとか遺伝情報って聞くと難しそうだなぁ。

でも、今回は、
DNAを分ける仕組み
を学びます。

そして、その仕組みは、
とってもシンプルなのですよ。

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２：細胞周期(間期と分裂期)

体細胞分裂を繰り返している細胞において、
分裂が終わってから、次の分裂が終わるまでの
過程のことを細胞周期といいます。

細胞周期は、

・間期：分裂の準備をする時期
・分裂期：細胞が２つに分かれる時期

の２つの時期に分けられます。

間期の時間の長さは、
分裂期の時間の長さに比べて
ずっと長いです(下図※)。

※：時間の長さの違いを矢印の
　　長さの違いで描いている。

体細胞分裂は、失敗すれば
細胞の死などにつながることもある
とても繊細な現象です。

それだけに、分裂そのものよりも、
分裂のための準備に、より多くの時間を
かけているのだと理解しておきましょう。

実際、間期にはDNAの量を
倍加するという重要な現象が
おきます。

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３：間期にはDNAの複製が行われる

もとのDNAと全く同じ
DNAが合成されることを

DNAの複製

といいます(下図)。

複製で生じたDNAの遺伝情報は、
もとのDNAの遺伝情報と同一になります。

間期は、大きく３つの時期に
区分されています。

間期のうち、
DNAの複製が行われている
時期のことをS期(DNA合成期ともいう)
とよびます。

また、S期の前に、
DANの複製の準備をする時期のことを
G1期(DNA合成準備期ともいう)とよび、

S期の後で、
分裂期に入る準備をする時期のことを
G₂期(分裂準備期ともいう)とよびます(下図)。

間期のＳ期に複製されたDNAは、
その後、細胞が２つに分かれる過程で
各々の細胞に分配されるのです。
(下図：真核細胞での模式図)

このため、
分裂の前後で、細胞がもつDNAの
遺伝情報が同じになり、

分裂で増えた細胞どうしも、
DNAの遺伝情報が同じになるのです。

では、次に
複製後のＤＮＡをどのようにして
２つの細胞へ分配するのか、
分裂の過程を通して見ていきましょう。

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４：分裂期を学ぶための予備知識

以下、真核細胞(核を持つ細胞)における
体細胞分裂の分裂期について解説します。

4-1. 母細胞と娘細胞

分裂期には、
１つの細胞が２つに分裂します。

分裂が行われるとき、
分裂前の細胞のことを
母細胞(ぼさいぼう)とよび、

分裂後の細胞のことを
娘細胞(むすめさいぼう)
とよびます(下図)。

娘細胞は、
次の分裂の際には
母細胞となります。

まとなが ねぎと

父細胞とか息子細胞もあるのですか？

いえ、今のところ、
そのような呼称の細胞はありません。

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4-2. 細胞質

あとで細胞質分裂という
現象が出てきますので、

細胞質という用語の意味を
先に押さえておきましょう。

真核細胞(核を持つ細胞)では、
核を基準にして
細胞の構造をみると、

細胞は、
核と細胞質に
分けられます。

細胞質というのは、
細胞膜に囲まれた細胞構造のうち
核以外の部分のことです。

細胞質の最も外側は、
細胞膜にあたります(下図)。

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4-3. 核分裂と細胞質分裂

真核細胞の体細胞分裂の際は、
以下の２つの現象が見られます。

・核分裂：核が分かれること
・細胞質分裂：細胞質が分かれること

一般に、核分裂が先行して
起こります(下図)。

核分裂が起きることで、
あらかじめ複製されたDNAが
２つの娘細胞に分配され、

同じ遺伝情報をもつDNAが
含まれる２つの娘細胞が
生じるのです。

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５：分裂期各期のポイント

以下、真核細胞(核を持つ細胞)における
体細胞分裂の分裂期について解説します。

5-1. 染色体の変化をとらえる

分裂期の様子を見ていく上で、
染色体の変化を捉えることが
ポイントです。

まとなが ねぎと

染色体って真核細胞のところで習いましたね。
だけど、ちょっとだけ復習をしてほしいです。

DNAの形は、糸状で非常に長く、
適度に折りたたまれて細胞の
核内に入っています。

この、
DNAが折りたたまれた
構造物のことを染色体と
呼んでいるのです。

ですから、分裂期の
染色体の変化を捉える
というのは、

DNAを２つの娘細胞に
分配する様子を捉える

ということなのです。

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5-2. 間期の染色体

まずは、間期の染色体の状態を
確認しておきましょう。

間期の染色体は、
折りたたまれた構造である
といっても、

まだ、かなり細く長い状態で
核内に分散しています。

このため、染色体を染色しても、
光学顕微鏡レベルでは糸状には見えず、
モヤがかかったように見えます
(下図：染色した核)。

ですが、解説の都合上、
間期の染色体を糸状に描いた
模式図を使って説明します。

真核細胞の核内には、複数本の
染色体が含まれますが、

簡単のため、
２本の染色体をもつ
植物細胞と動物細胞を想定して

DNAの複製前の図を
描いてみましょう(下図)。

※：2本の染色体を赤と青で区別している。

DNAの複製が行われると、
下図のように、染色体が
くっついた状態で存在しています。

単に、DNAの複製の結果、
染色体が倍加したのです。

では、分裂期に入ると
どうなるのでしょうか。

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5-3. 分裂期(前期～終期)の様子

分裂期は、
染色体の変化の段階に応じて、
以下の４つの時期

前期、中期、後期、終期

に分けられます。

分裂期の様子を、
植物細胞と動物細胞の
模式図で解説しますが、

注目すべき点は

倍加した染色体を段取りよく
2つの細胞に分けている

ということです。

①前期

まず、分散していた染色体が、
さらに折りたたまれます。

分裂期に染色体が
折りたたまれることを
染色体の凝縮(ぎょうしゅく)とよび、

凝縮した結果、染色体は、
間期に比べて１本１本が
より短く、より太くなります。

生物基礎の教科書では、
この状態の染色体の形を
ひも状と表現しているのです。
(下図：赤青の線は、ひも状の染色体を示す)

さらに、
染色体の凝縮と同時に
核膜が消えます。

上図では、消えた核膜を
点線で表現しています。

核膜が消える結果、
のちに染色体を細胞内で２つに
分けることが可能になるのです。

以上の現象が起きる時期を
前期とよびます。

②中期

前期に続き、染色体がさらに凝縮します。
その結果、さらに太く短い染色体となります。

この状態の染色体の形のことを、
教科書では、棒状と表現しています。

そして、棒状となった染色体は
細胞の中央部(赤道面という)に並び、

いよいよ、染色体を２つに分ける
配置を整えた状態となるのです(下図)。

この状態までの時期を
中期とよびます。

③後期

赤道面に並んだ染色体が２つに分かれ、
それぞれ反対方向へ移動します。

各染色体の真ん中の部分が
引っ張られるようにして移動するため、
移動する染色体の形は「＜、＞」の
形に見えます(下図：左右に移動)。

この移動する時期を
後期といいます。

④終期

凝縮していた染色体が再び
細く長くなっていき分散します。

また、染色体を囲うように
核膜が生じます。

つまり、見た目上、
前期とは逆の現象が起こるのです。

そして同時に
細胞質分裂が起こり、
２つの娘細胞が生じます(下図)。

ちょっと細かいですが、細胞質分裂は、
植物細胞では赤道面に仕切りができるように、
動物細胞では赤道面の部分が
くびれるように起こります(上図)。

以上の現象が起きる時期の
ことを終期といいます。

これで分裂期が完了し、
間期(のG₁期)から始まった細胞周期が
１周したことになります。

なすき ゆり

細く長い染色体を太く短くして、
細胞の真ん中に並べてから２つに分ける。

本当にシンプルで効率のよい方法で
細胞はDNAを分配しているのですね。

まとなが ねぎと

難しいことは起きていないのですね。
前期や中期などの細かい区分に惑わされてました。

でも、その区分にとらわれ過ぎてしまうと、
本来起きていること、そのものが
見えなくなってしまうのですね。

さて、長くなりましたが
体細胞分裂の解説は
これで終わりです。

また別の記事で
お会いしましょう。

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