細胞・代謝分野（生物基礎範囲）の講義です。

【 note : https://note.com/yaguchihappy 】 
光学顕微鏡の各部の名称について講義します。

#生物
#生物基礎
#顕微鏡

BIOLOGY

光学顕微鏡の各部の名称　高校生物基礎

【 note : https://note.com/yaguchihappy 】 
問題が書いてあるブログはこちらです。
http://koukouseibutsuhappy.blogspot.com/2021/04/blog-post.html?m=1
高校生物教師が接眼・対物ミクロメーターを使った入試問題についてわかりやすく講義します。

#生物基礎
#対物ミクロメーター
#接眼ミクロメーター

ミクロメーターの使い方　ブログ用【顕微鏡】高校生物基礎

【 note : https://note.com/yaguchihappy 】 
放射性チミジンで染色体を標識する問題について講義します。覚えなくてよいですが、このような、放射性物質の行き先を調べる実験法はオートラジオグラフ法（オートラジオグラフィー）と呼ばれます。
＊オートラジオグラフ法（オートラジオグラフィー）：放射性物質の取込みを調べる方法。放射性物質の取込みを観察し、生体内物質の分布・移動・代謝を調べることができる。まず、組織、細胞、細胞の成分を放射性の物質で標識し、結合しなかった放射性物質を洗い流す。この試料の上に放射線で感光する写真乳剤をのせる。これを現像すると、放射性物質の分布に対応した位置に小さな銀粒子が現れるので、それを顕微鏡で観察する。今回の動画のような実験の場合は、一定時間ごとに、分裂中の細胞集団から少しずつ細胞を採取し、染色体の像を見ていくことが多い。
＊放射性チミジンには、３Hチミジンが使用される。３Hチミジンは３H（トリチウム。３HやTと表記される。質量数３の水素の放射性同位体である）で標識したチミジンのこと。

問題：DNAが複製される時期を以下から選べ。
①間期のG1期　　　②間期のS期　　　③分裂期の中期
答え：②

問題：チミジンを取込む細胞は、何期の細胞か。
答え：S期（DNA合成期）
解説：DNAの複製が行われているのはS期である。

問題：染色体が太く凝集し、観察しやすくなっているのはどちらか。
①間期　　②分裂期
答え：②

●　今回の問題における現象の流れ
①１回目のS期（ここでは放射性のチミジンが添加される。１つのDNAが２つになる）。
（S期→G２期→前期→中期へ）
②１回目の中期（姉妹染色分体はどちらも標識されている）。
③後期で姉妹染色分体は分かれる。
（後期→終期→G１期→S期へ）
④２回目のS期（放射性チミジンは与えない。１つのDNAが２つになる）。
（S期→G２期→前期→中期へ）
⑤２回目の中期（Bの像が見られる）。
⑥後期で姉妹染色分体は分かれる。
（後期→終期→G１期→S期へ）
⑦３回目のS期（放射性チミジンは与えない。１つのDNAが２つになる）。
（S期→G２期→前期→中期へ）
⑧３回目の中期（BとCの像が１：１で見られる）
●　染色分体とは、複製によって生じた同じ遺伝情報をもつ２つの二本鎖DNAのこと（ただし、染色分体の語と姉妹染色分体の語を区別せず用いることも多い）。
●　姉妹染色分体とは、DNA複製を終えた（G２期、分裂期における）染色体を構成している２本の染色分体のこと。分裂期中期まで、コヒーシンというタンパク質が姉妹染色分体を接着させている。分裂期後期に、セパラーゼと言う酵素がコヒーシンを分解することで、姉妹染色分体が分離することが可能になると考えられている。
●　チミンとデオキシリボースが結合したものをチミジンと言う。
●　テイラーは、そら豆の種子を放射性のチミジンを含む培養液で発芽させ、DNAを標識した。その後放射性チミジンを除いた培養液に移し、染色体増を観察し続けた。その結果、1回目の複製では２つの染色分体が標識され、2回目の複製では片方の染色分体が標識されていた。
●　染色体は、非常に長いDNAがぎゅううっとコンパクトに折りたたまれてできている。また、DNAの他、タンパク質も含んでいる。
染色体とDNAについての動画はこちら↓
   • 染色体・DNA・遺伝子・ゲノム　高校生物基礎  

●　放射性チミジンを用いた細胞周期の追跡に関する講義はこちら↓
   • 放射性チミジンを用いた細胞周期の追跡①/③　高校生物基礎発展  
   • 放射性チミジンを用いた細胞周期の追跡②/③　高校生物基礎発展  
   • 放射性チミジンを用いた細胞周期の追跡③/③　高校生物基礎発展  
noteではもう少し詳しく解説している↓
https://note.com/yaguchihappy/n/n191308c58e3d

●　体細胞分裂についての講義はこちら↓
   • 体細胞分裂に関するグラフ　高校生物基礎  


＊今回の動画の問題文は少し雑に書かれています。１回目の複製のみで放射性チミジンが取込まれると考えてください。



0:00 問題
0:37 ポイント
0:52 第１回の分裂について
4:17 第２回の分裂について
5:45 第３回の分裂について



#高校生物 
#半保存的複製
#細胞

放射性チミジンを用いて染色体を標識する問題　高校生物基礎発展

【 note : https://note.com/yaguchihappy 】 
問題文があるブログはこちらです。
http://koukouseibutsuhappy.blogspot.com/2021/04/blog-post.html?m=1
高校生物教師が接眼・対物ミクロメーターについてわかりやすく講義します。
発展:顕微鏡標本のある一点にピントを正確に合わせた時、同時にピントの合っている前後の点も明瞭に見える上下の距離（厚さ）を焦点深度と言う。
焦点深度の深い条件で標本を観察すると、少し厚い標本でも全体にピントがあってはっきり見える。
焦点深度は計算式によって概算できるが、高校生は、倍率が高くなるほど、焦点深度が浅くなると思えば良い。
焦点深度が浅いとは、ピントのあっている範囲が小さい、ピントが合いにくいという意味である。また、絞りを絞って入ってくる光量を減らすと、焦点深度が深くなるとすることもある。
#生物基礎
#対物ミクロメーター
#接眼ミクロメータ―
#顕微鏡

接眼ミクロメーターと対物ミクロメーター【顕微鏡】　高校生物基礎

【 note : https://note.com/yaguchihappy 】 
植物細胞についてわかりやすく講義します。
語呂「駅の方は案外シーンとしてるでちょ？（液胞、アントシアン、浸透圧調節、貯蔵）」
語呂「セールで買うから平気！（セルロースが主成分の細胞壁）」
●葉緑体
構造：2 枚の膜で包まれている（二重膜構造）。光合成色素（クロロフィルなど）が存在する。DNA （環状）を含む。
はたらき：光合成によって有機物を合成。
●植物細胞には、葉緑体以外の色素体（プラスチド）が見られる場合がある。色素体は、植物細胞に含まれる葉緑体、アミロプラスト、有色体、白色体などの細胞小器官の総称である。色素体は、葉緑体およびその変形と見なされている。
＊アミロプラスト：貯蔵組織に存在し、大量のデンプンを蓄積する。
＊有色体：大量のカロテノイドを蓄積する。トウガラシや、トマトの果皮、ニンジンの根などに見られる。
＊白色体：色素を含まない。茎や胚乳、白い花弁や根などに存在する。ほとんど無色で顕著な特徴もない。
●液胞
構造：液胞膜が細胞液を包んでいる。細胞液には有機物、無機塩類、色素（アントシアン）などが溶けている。動物細胞にも存在するが、成長した植物細胞でよく発達している（大きくなっている）。
はたらき：老廃物の貯蔵、浸透圧調節。
語呂「駅の方は案外し～んとしてるでちょ？（液胞、アントシアン、浸透圧調節、貯蔵）」
＊成長した植物細胞では液胞は非常に大きく発達し、核などは隅っこに追いやられてしまう。
＊アントシアンはほとんどすべての植物の赤色・紫色を発色している色素であり、これは、動物を引き寄せたりするのに使われると考えられている。日本の紅葉現象の美しさは世界的に有名であるが、紅葉にはアントシアンが含まれている（紅葉には、最も単純なアントシアンの一つであるクリサンテミンが含まれている。クリサンテミンは水溶性で、葉肉細胞の液胞中に溶けている）。
●原形質連絡（
植物細胞は、隣の細胞と原形質連絡（植物の細胞間を連絡している細い細胞質の糸）でつながっている（原形質連絡は植物体の全細胞を連絡している）。原形質連絡は細胞壁を貫通しており、小分子やイオンが原形質連絡を通過できる。
●１６５５年、フック（ニュートンのライバルで、弾性についての法則を発見した物理学者。関係ないが、フックとニュートンと犬猿の仲で、ニュートンはフックの肖像画を火で燃やしたといわれる）が原始的な顕微鏡を用いてコルク切片に小さな孔を見つけ、『細胞（cell小部屋の意）』と呼んだ。実際に彼が見たのは死んだ細胞の細胞壁だったが、細胞という名は残った。
●１６７４年、レーウェンフックが原生生物の発見を報告した。フックがレーウェンフックを訪ね、レーウェンフックが「とても小さな動物たち」と呼ぶ微生物の世界を目の当たりにした時の彼の畏敬の念は想像に難くない。
●１８３３年、ブラウン（ブラウン運動の発見者でもある）はランを観察して『核』について記載した。
●１８３８年、シュライデンとシュワンが植物も動物も細胞で構築されているとする『細胞説』を提唱した（シュワンにシュライデンが「植物体が核を持つ細胞からなる」ことを話したとき、シュワンはその話が、自分が動物で見てきたのと非常に似ていたのでとても驚いたという。二人は急いでシュワンの実験室に向かった）。
●１８５５年、フィルヒョーは「細胞があるところ、必ず、その前に生存していた細胞がなければならない」とし、この概念を「細胞は細胞から生じる」という格言にまとめた。
●動画の中で、「（光合成で）できた炭水化物は、ミトコンドリアに運ばれて、そこで分解され」と言っているが、当然、炭水化物がそのままの形で丸ごと輸送されるわけではない。細胞質基質で解糖系によりピルビン酸になった後、ミトコンドリアへ輸送されていく。念のため。
●植物細胞同士は原形質連絡でつながっているので、巨大な多核体とみなすこともできる。
●原形質という用語は主に核と細胞質を指して用いられてきたが、現代では意味は薄れた（原形質に対して、細胞壁や細胞液、澱粉粒、色素などを、原形質の物質代謝の結果生じたものとして、後形質と呼んだ。が、この分け方は適切でなく、現代生物学においてもはや意味を持たない）。が、原形質連絡や原形質流動、原形質分離などの用語に名残を留めている。

問題：動物細胞と植物細胞のちがいを答えよ。
答え：植物細胞には発達した液胞、細胞壁、葉緑体がるが、動物細胞にはない。（小さな液胞は動物細胞にも確認されている）

問題：全生物がもつ物質をすべて選べ。
①水　②ＤＮＡ　③細胞膜　④細胞壁　⑤葉緑体　⑥リボソーム
⑦ＤＮＡ合成酵素　⑧ゴルジ体
答え：①②③⑥⑦（動物細胞に細胞壁や葉緑体はない。菌類の細胞に葉緑体はない。原核細胞に核膜・小胞体・ゴルジ体・ミトコンドリア・葉緑体などの膜構造はない）

●さらにパワーアップしたい人は、菌類や原核生物（細菌・古細菌）のもつ構造を調べてみましょう。
＊植物も菌類も原核生物も細胞壁をもつが、それぞれ主成分は異なる。
＊基本的に菌類は葉緑体は持たない。菌類は従属栄養生物である。
＊菌類の細胞と動物細胞は細胞壁の有無で見分ける（動物細胞に細胞壁はない）。
＊植物の細胞と菌類の細胞は葉緑体の有無で見分ける（菌類の細胞に葉緑体はない）。
＊菌類の細胞と原核細胞は核の有無で見分ける（原核細胞に核はない）。

#生物基礎
#高校生物
#細胞

植物細胞【細胞②】　高校生物

【 note : https://note.com/yaguchihappy 】 
細胞分画法と密度勾配遠心法について講義します。

●細胞分画法：細胞を破壊して、核・葉緑体・ミトコンドリアなど細胞内のいろいろな細胞小器官や構造を、順番に沈降させることで、分離する方法。
＊沈降する順番には、密度・大きさ・形などが関係する。
●細胞分画法により、密度や大きさの大きい細胞小器官から沈降させ、分離することができる。
沈降する順番：①核（や細胞壁の断片）→②葉緑体→③ミトコンドリア
（もちろん、もともと細胞が持っていない構造は分離できないので注意。たとえば動物細胞を使って細胞分画法を行っても葉緑体は分離できない。）
＊核が含まれる分画の特徴：多量のDNAが含まれる。
＊葉緑体が含まれる分画の特徴：光を当てると、酸素が放出される（光合成）。
＊ミトコンドリアが含まれる分画の特徴：酸素を消費する（呼吸）。
＊細胞質基質は最後まで沈殿しない（ミクロソーム分画の上清が細胞質基質の分画である）。
＊核の含まれる分画には細胞骨格も含まれる
＊ミトコンドリアの含まれる分画にはリソソームも含まれる。
リボソームの前に小胞体が沈降する（ただし、小胞体は分断されていることが多い）。
＊リボソームの含まれる分画にはウイルスも含まれる。
●細胞分画法では、はじめに、ホモジェナイザーという器具で細胞をすりつぶす（細胞を壊して内容物を得るのだが、細胞小器官自体の構造は壊さないように、言ってみれば、荒くすりつぶす）。すりつぶしたものを遠心分離にかける。
●細胞分画法は等張か、やや高張液中で行う。→細胞小器官が吸水して破裂するのを防ぐため（低張液中のような濃度の低い溶液中に細胞を入れると、濃い細胞内液をもつ細胞内部に向かって水が移動する）。
●細胞分画法は低温で行う。→加水分解酵素による細胞小器官の分解を防ぐため（リソソームという細胞小器官には加水分解酵素が入っており、リソソームが壊れて外に放出された加水分解酵素は、細胞小器官を分解してしまう。そこで、温度を下げ、酵素の働きを遅くさせる）。
●細胞分画法により、ミトコンドリアが呼吸の場であることが解明された。
●密度勾配遠心法は、メセルソンらが案出し、１５NのDNAと１４NのDNAの分離に成功した。この結果によって、DNAの半保存的複製が証明された（メセルソンとスタールの実験：１９５８年）。
●高校生はまったく気にしなくてよいが、よく「遠心分離では、細胞の成分に遠心力がかかり、遠心力によって沈殿する」という説明がある。遠心力は、回転する座標系に観測者がいる場合にあらわれる慣性力の一種なので、あまり適切な表現ではない。
●密度勾配遠心法は密度勾配遠心分離法ともいう。
＊高校では習わないので試験で書かない方がよいが、特殊な装置を使えば、スクロース溶液でも密度勾配をつくることができる。

0:00 細胞分画法（生物基礎）
7:51 密度勾配遠心法（発展生物）

半保存的複製の証明の動画はこちらです。
   • 半保存的複製の証明（メセルソンとスタールの実験）高校生物  


＊動画のスライドの図はイメージです。核は染色しない限り赤くないし、ミトコンドリアは黄色ではありません。核とミトコンドリアは染色しない限り無色です。


#生物基礎
#密度勾配遠心法
#細胞分画法

細胞分画法と密度勾配遠心法　高校生物・生物基礎

【 note : https://note.com/yaguchihappy 】 
放射性チミジンを用いた細胞周期に関する実験についてわかりやすく講義します。

続きはこちらです。
   • 放射性チミジンを用いた細胞周期の追跡②　高校生物基礎発展  

動画を③まで見てから解いてください。

（３）標識してから１２時間後、標識されたM期の細胞の割合が100%から減り始めた。
S期の長さを求めよ。

解説・答え
（１）で見たように、標識されてから五時間後に、標識時S期の先頭にいた細胞（＝S期の終わりにいた細胞）がM期に入った。
（その後、（2）で見たように、M期の全ての細胞が標識された細胞で占められるようになり、つまりM期の細胞の100%が標識された細胞で占められるようになり、さらに、）標識してから十二時間後、標識されたM期の細胞の割合が100%から減り始めた。
どうして減り始めたのかというと、標識時、S期の最後尾の細胞（＝S期に入ったばっかりだった細胞）がM期に入ったからである。（S期の最後尾であった細胞より、後ろの細胞は、標識されていない）。
つまり、放射性チミジンを加えた時、ギリギリS期に入っていなかった標識されていない細胞が、M期に突入し始める時がきたのである。
S期の先頭にいた細胞がM期に入ったのが五時間後。（その後、標識された細胞が後に続く）
S期の最後尾にいた細胞がM期に入ったのが十二時間後。（その後、S期にまだ入っていなかったので標識されなかった細胞が後に続く）
S期の長さは、先頭の細胞がM期に突入した時間と、最後尾の細胞がM期に突入した時間との時差である。
したがって、12-5=7時間がS期の長さである。
答え:7時間

（４）細胞周期全体の長さが１９時間であった。G 1期の長さを求めよ。

解説・答え
今まで求めた時期の分を細胞周期全体から引けばよい。
19-5-3-7=4
答え:４時間

noteに簡単な図があります。
https://note.com/yaguchihappy/n/n191308c58e3d#deb4f9ec-2909-4d68-87b1-349da5256d31



#体細胞分裂
#生物基礎
#細胞周期

放射性チミジンを用いた細胞周期の追跡①　高校生物基礎発展

【 note : https://note.com/yaguchihappy 】 
ATPについて講義します。

ATPのはたらきについて
   • ATPのはたらき【ATP②】　高校生物基礎  

問題：ATPにおいて、リン酸同士の高エネルギー結合を何というか。
答え：高エネルギーリン酸結合

問題：アデニンとリボースが結合したものを何というか。
答え：アデノシン

●すべての生物はATPをもつ。
●ATPは、生理的条件下では、ATP分解酵素の作用を受けなければ安定なので、勝手に加水分解されるようなことはない。
つまり分解反応における活性化エネルギーが高い。
したがって効率的に化学エネルギーの運搬に寄与することができる。
●糖と塩基の結合物を、ヌクレオシドという。ヌクレオシドには、
アデニンとリボースが結合したアデノシン、
グアニンとリボースが結合したグアノシン、
シトシンとリボースが結合したシチジン、
ウラシルとリボースが結合したウリジン、
アデニンとデオキシリボースが結合したデオキシアデノシン、
グアニンとデオキシリボースが結合したデオキシグアノシン、
シトシンとデオキシリボースが結合したデオキシシチジン
チミンとデオキシリボースが結合したチミジン
などの種類がある。
●ヌクレオシドに、リン酸が１つ以上結合したものをヌクレオチドという。ATPはヌクレオチドである。
●ATPのリン酸部分において、本来P（リン）が持っていた電子は、O（酸素）に引き付けられている。隣り合った酸素は、互いに少しのマイナスを帯びていることになる。それが解放されると、エネルギーが取り出せると考えて良い（本当は自由エネルギーを計算して論じなければならない。知らなくて良い）。ATPがADPとリン酸に分解されるときに放出されるエネルギーを使って、本来エネルギー的に起きにくい多くの反応が推し進められている（水が下に流れ落ちる勢いを利用して、歯車を動かし、物を高い所へ運ぶようなイメージ）。たとえば、細胞内では、ATPが分解されるときに放出されるエネルギーを使って、多くの巨大分子の生合成反応が推し進められている。
●基本的にATPは細胞膜を通過できない（ミトコンドリアには特別にATPを通過させる通路が設置されている）。血中をATPが流れて全身に供給されると言う説明は嘘である。グルコースの形で細胞の中にエネルギー物質を取り込み、細胞内でグルコースを分解することで、その細胞で利用できるATPを得るのである。
●様々なヌクレオチドが生体内にある中で、どうしてATPがエネルギーの通貨に選ばれたのかについては、まだ結論が出ていない。 
ATPは全ての生物が持っている。例外はない。ATP検出器が市販されているが、それは、食品工場など、微量の生物の混入も許されないような場所で使われている。ATPがあるということは、そこに生物がいるという証拠になる。
●化学でいう一般的な、広義の「塩基」と、生物学でいう核酸に含まれる「塩基」は、違う言葉である。この動画で言う塩基は、核酸、ヌクレオチドおよびヌクレオシドのプリン核あるいはピリミジン核をもった弱い塩基性をもつ構造体のことである。具体的には、アデニン、チミン、シトシン、グアニン、ウラシルを指す。遊離の状態では生体内にごく少量しか認められず、大部分は核酸、ヌクレオチドおよびヌクレオシドの状態で存在する。
●リン酸が１つしか結合していないアデノシンはアデノシン一リン酸（AMP)という。Mは「１」をあらわす。Mは「モノ」という。モノクロ（１色）のモノと同じ語源である。 

#生物基礎
#代謝
#ATP

ATPの構造【ATP①】　高校生物基礎

【 note : https://note.com/yaguchihappy 】 
放射性チミジンを用いた細胞周期に関する実験についてわかりやすく講義します。

前回までの講義はこちらです。
①
   • 放射性チミジンを用いた細胞周期の追跡①/③　高校生物基礎発展  
②
   • 放射性チミジンを用いた細胞周期の追跡②/③　高校生物基礎発展  

追加問題（動画を③まで見てから解いてください）
（３）標識してから１２時間後、標識されたM期の細胞の割合が100%から減り始めた。
S期の長さを求めよ。

解説・答え
（１）で見たように、標識されてから五時間後に、標識時S期の先頭にいた細胞（＝S期の終わりにいた細胞）がM期に入った。
標識してから十二時間後、標識されたM期の細胞の割合が100%から減り始めた。
どうして減り始めたのかというと、標識時、S期の最後尾の細胞（＝標識時にS期に入ったばっかりだった細胞）がM期に入ったからである（この次にM期に入る細胞は標識されていない）。
S期の先頭にいた細胞がM期に入ったのが、（２）の動画で見たように五時間後。
S期の最後尾にいた細胞がM期に入ったのが十二時間後（この後、S期にまだ入っていなかったので標識されなかった細胞が後に続くので、標識されたM期の細胞の割合が100%から減り始める）。
S期の長さは、先頭の細胞がM期に突入した時間と、最後尾の細胞がM期に突入した時間との時差である。したがって、12-5=7時間がS期の長さである。
答え:7時間

（４）細胞周期全体の長さが１９時間であった。G 1期の長さを求めよ。

解説・答え
今まで求めた時期の時間を細胞周期全体にかかる時間から引けばよい。
19-5-3-7=4
答え:４時間

noteに簡単な図があります。
https://note.com/yaguchihappy/n/n191308c58e3d#deb4f9ec-2909-4d68-87b1-349da5256d31



#体細胞分裂
#生物基礎
#細胞周期

放射性チミジンを用いた細胞周期の追跡③/③　高校生物基礎発展

【 note : https://note.com/yaguchihappy 】 
原核生物と真核生物の違いについて講義します。
語呂「共生したのはまーぐれです（共生説を提唱したのはマーギュリス）」
語呂「厳格な家に幕はない（原核細胞内に膜系はない、つまり膜で包まれたミトコンドリア、葉緑体、ゴルジ体、核などの膜で包まれた細胞小器官がない）」
膜構造の進化が本質です。

●共生説：ミトコンドリアと葉緑体は、真核生物の祖先の細胞に、それぞれ好気性細菌とシアノバクテリアが取りこまれて共生してできたと考えられている。そのような説を細胞内共生説、または共生説という。共生説はマーグリス（マーギュリス）によって提唱された。
●共生説の根拠→葉緑体とミトコンドリアは
①独自のＤＮＡ（環状）やリボソームをもつ。
②半自律的に分裂で増殖する（増殖に必要な遺伝子のほとんどは核内のＤＮＡにあるためミトコンドリアや葉緑体は単独では分裂できない。したがって「半自律的に」増殖すると表現する）。
③二重膜で包まれている（二重膜構造である）。
●共生の過程で、二重膜構造が形成されたと考えられている。宿主（真核生物の祖先）は古細菌の一種であったと考えられている。
●好気性細菌・シアノバクテリアが真核生物の祖先の細胞（おそらく古細菌の細胞）に入った瞬間に、そのままミトコンドリア・葉緑体になったわけではない。好気性細菌・シアノバクテリアの持っていたDNAの多くが、真核生物の祖先の細胞がもっていたDNAに移動するなど、様々な変化があったと考えられている（その機構はわかっていない）。
多くの遺伝子が移動したので（不正確な言い方をすれば、もともと好気性細菌・シアノバクテリアが持っていた遺伝子が、真核生物に奪われたので）現在、もうミトコンドリア・葉緑体は、細胞外では単独では増殖できなくなっている。したがって、ミトコンドリア・葉緑体は生物とは呼べない）。
●好気性細菌の共生の場合、宿主の古細菌由来の膜は消失し、好気性細菌由来の外膜と細胞膜が残ったと考えられている。また、シアノバクテリアは２枚の膜（外膜と細胞膜）で包まれている（外膜の役割についてはよくわかっていない）。共生が起きた際、宿主細胞の細胞膜が加わったとすると、葉緑体は計３枚の膜をもつはずである。現在見つかっている２重膜構造を持つ葉緑体は、そのもともとあった３枚の膜のうち、１枚を失ったことになる（葉緑体の内膜はシアノバクテリアの細胞膜由来、葉緑体の外膜は、宿主の細胞膜またはシアノバクテリアの外膜由来と考えられている）。
＊ただし、好気性細菌とシアノバクテリアの共生の過程については謎が多く、完全には解明されていない。
●ミトコンドリアを獲得したタイミングの前後で、真核生物の祖先の細胞は、自身の細胞膜を折り曲げて核膜を形成したと考えられている（細胞膜がくびれて核膜ができた。自身のDNAを守ったか？スプライシングの場所を確保したか？理由は明らかになっていない）。なお、ミトコンドリアの獲得と核の獲得のどちらが先に起こったのかは明らかになっていない。
●まず好気性細菌の共生が起こり、その後、すでにミトコンドリアを獲得した初期の真核細胞にシアノバクテリアの共生が起こったと考えられている。「ミトコンドリアをもつが葉緑体をもたない細胞」は存在するが、「ミトコンドリアをもたずに葉緑体をもつ細胞」は存在しないからである。
●ミトコンドリアDNAは、変異の速度が速く（理由不明）、核DNAより多量に存在するので、分析しやすい。また、ミトコンドリアDNAは卵細胞にのみ由来する（細胞質を通して母性遺伝する）ので、起源をたどりやすい。
●現在では、ミトコンドリアの内膜・外膜はどちらも細菌に由来し、真核生物の祖先由来の膜は退化したと考えられている。ちなみに、細菌では、解糖系やクエン酸回路は細胞質基質で、電子伝達系は細胞膜で行われる。
●ミトコンドリアＤＮＡには、呼吸に関係する遺伝子の他、ｒＲＮＡやｔＲＮＡの遺伝子が含まれる。
●真核生物の祖先は捕食者だったと考えられている。おそらく、効率よく捕食したり、細胞内で物質を輸送したりするために、真核生物は細胞骨格とモータータンパク質を獲得した。そして、それらの運動によって自らの遺伝子が傷つかないよう、核膜でＤＮＡを包んだのかもしれない。


問題：以下の構造のうち、原核細胞にみられる構造をえらべ。ない場合は「なし」と答えよ。
①ミトコンドリア　②葉緑体　③核膜　④小胞体　⑤ゴルジ体
⑥リボソーム　⑦ＤＮＡ　⑧細胞膜　⑨細胞壁
答え：⑥⑦⑧（⑥⑦⑧は全生物が持つ）⑨（植物細胞の細胞壁とは成分が異なる）



問題：以下から原核生物をすべて選べ。
①大腸菌　②乳酸菌　③ネンジュモ（シアノバクテリア）　④酵母菌　⑤アメーバ　⑥ＨＩＶ
答え：①②③（④酵母菌は「菌類」（細菌類と菌類は違う！！！生活スタイルに似た部分があるので同じ漢字があてられているが、遺伝学的に遠く離れたグループ！）なので真核生物。⑤アメーバは「原生生物（植物・菌類・動物以外の真核生物の総称）」なので真核生物。⑥は「ヒト免疫不全ウイルス」。ウイルスは細胞構造を持たないので高校では生物に含めない）


問題（発展）：真核生物は膜で包まれた構造体を細胞内にもつ。この利点は何か。
答え：ある特定の反応に関わる酵素や基質（基質とは酵素が働きかける物質のこと）を膜で仕切られた狭い空間に集中させることで反応の効率を上げることができる（たとえばミトコンドリアには呼吸に関係する酵素や基質が集中している。同様に、核はＤＮＡの複製や転写を、葉緑体は光合成を行うのに最適化された場所になっている。ちなみにデメリットは、膜内まで酵素や基質を輸送するシステムや、そのためのエネルギーが必要になることである） 

#生物基礎
#生物
#細胞

原核細胞と真核細胞　高校生物基礎

【 note : https://note.com/yaguchihappy 】 
生物の大きな分類、３ドメインについて講義します。
語呂「最近の新婚さん！とどめだ！（細菌、真核、古細菌。3ドメイン）」意味ない語呂ですね。すみません。
●生物は、大きく３つのグループに分けられる。その３つのグループを①細菌ドメイン②古細菌ドメイン③真核生物ドメインという。
●ウーズは、ｒＲＮＡの塩基配列の比較によって、界よりも上位の分類としてドメイン（細菌ドメイン、古細菌ドメイン、真核生物ドメイン）とよばれる考え方を提唱した。
＊細菌と古細菌は原核生物である。
●ウーズは、ｒRNAの類似性の解析により、メタン生成細菌（現在ではメタン生成菌と呼ばれる）と他の細菌との類縁性が、細菌と真核生物との類縁性と同程度に小さいことに気付いた。すなわち、生物界には、メタン生成細菌（メタン生成菌）、その他の細菌、真核生物の三大グループ（３つのドメイン）が存在していた。メタン生成細菌（メタン生成菌）群は、原始地球の大気組成に似た水素-二酸化炭素を好んで利用する。そのため、「古細菌」の名称が与えられた。その後、飽和食塩水中に生息する高度好塩菌や、超好熱菌が古細菌の系統に含まれることが明らかになった。
●どうして生物を分類するのにｒRNAの塩基配列を利用するのか？
①すべての生物がリボソームをもっているので、どのような生物種の間でも比較できる。
②ｒRNAの変異の速度は非常に遅い（ｒRNAが重要な分子だからだと考えられている）。よって、遠縁の種同士が比較しやすい。
●塩基配列を分類に利用する場合、研究者の主観が入らない。さらに、細胞１個からでもゲノム全体の情報が得られる（個体がいなくても、塩基配列から分類ができる。たとえば、魚をヒレの形・位置で分類する場合は、ヒレを含むその魚１匹が丸ごといないと分類できない）。
●古細菌に属するメタン生成菌は、湖沼の沼の底や、ウシやシロアリの消化管内などに生息している。ウシ（の内部に生息するメタン生成菌）から排出されるメタンは、温室効果ガスであり、地球温暖化を促進しているとも言われており、問題になっている。メタン生成菌には様々な種が含まれるが、一般に、水素と炭酸ガスからメタンを生成することでエネルギーを得ている絶対嫌気性菌である。メタン生成菌は、嫌気的な環境での有機物の分解に大きく寄与していると言われている（メタン生成菌がいないと、地球は分解反応途中の物質であふれてしまうとも言われる）。
●メタン生成菌は、水素などを電子供与体として二酸化炭素を還元し、最終産物としてメタンを生成するエネルギー代謝系をもつ（以下のメタン生成によってATPを合成している）。
CO２　＋　４H２　→　CH４（メタン）　＋　２H2O
上記のメタン生成にはATP合成酵素によるATP合成が関与している（ATP合成酵素が関与しているので、この反応は二酸化炭素呼吸と呼ばれる[かつてはメタン発酵と呼ばれていた]）。
●古細菌の膜脂質はエーテル脂質である（グリセロールと炭化水素鎖がエーテル結合している）。細菌や真核生物の膜脂質は主にエステル脂質で、グリセロールと脂肪酸がエステル結合している。
エーテル脂質は古細菌を特徴づける重大な性質の一つである。
エーテル結合はエステル結合に比べて化学的に安定である（エーテル結合はエステル結合より酸やアルカリに強く、また、耐熱性が高い）ことが、古細菌がエーテル脂質をもつ理由の一つと考えられているが、古細菌がエーテル脂質をもつことの真の機能的意義については、答えが出ていない。
テストには出ないと思うが、一応語呂「メーテルは古い（エーテル脂質、古細菌。銀河鉄道999のメーテルは古いキャラクター、というイメージ）」また、真核生物と細菌の膜脂質の炭化水素鎖は脂肪酸であるのに対し、古細菌の炭化水素鎖はイソプレノイド（イソプレンという二重結合をもつ炭化水素が構成単位となっている）であり、側鎖にある多数のメチル基が、膜の障壁としての機能を増大させていると言われている。
●植物の細胞壁とは異なり、細菌は細胞壁にペプチドグリカン（複合多糖とペプチドが結合したもの）を持つ。抗生物質ペニシリンは、ペプチドグリカンの生合成を阻害する。また、唾液や涙に含まれるリゾチームはペプチドグリカンを分解する。
●　真核生物には、原生生物、植物、菌類、動物が含まれる。
●原生生物のうち、捕食・移動を行うもの（ゾウリムシなど）を原生動物と呼ぶこともある。
●真核生物の中には、動物、植物、菌類にはっきり分類できないものもたくさんいる。
・ゾウリムシ、アメーバ（菌類？動物？）
・ミドリムシ（光合成できるから植物？動くから動物？）
このような生物達を『原生生物』という。（動き回る原生生物を原生動物と呼ぶこともある）
真核生物の単細胞生物はすべて原生生物に分類される。（ちなみに原核生物はすべて単細胞生物である）
原生生物は原核生物と字面が似ているが、まったく別の生物グループなので注意しよう。原生生物は、植物・動物・菌類以外の真核生物のことである。
（優秀な方は気づいているだろうが、この原生生物の分類はかなり大雑把であり、古典的である。動物・植物・菌類以外の真核生物をとにかく同じ原生生物というグループにぶち込んでいる。現在、DNAの塩基配列の解析によって、真核生物の系統樹の作り直しが進んでいる。）
●生真核生物ドメインと古細菌ドメインが近いということは重要。一部の古細菌は、真核生物と同じように、イントロンをもっていたり、細胞壁にペプチドグリカンがなかったり（細菌の細胞壁にはペプチドグリカンがある）、RNAポリメラーゼが数種類あったり（細菌は１種）、ヒストンがあったり、開始アミノ酸がメチオニンだったり（細菌はフォルミル化されたメチオニン）する。
●昔は、形質で生物を分類していた。しかし形質の分類には限界がある。アイフォンとそのほかの電話は比較できるかもしれない。しかし、アイフォンと本棚、アイフォンと自動販売機は比較できない。いったいどの形質を比べればよいのだろう？魚同士ではうろこの形を比べることができる。しかし魚と人をどう比較すればよいだろう？このように、形質を比較するには、２つの生物種がある程度似ている必要がある。なので、現在、ｒRNA（リボソームの構成成分。すべての生物が持つ）同士の塩基配列を比べることで、全生物の系統樹を書き直しているところである。
●植物・菌・動物・原生生物という真核生物の分類は見直されつつある。真核生物は、現代では、塩基配列から、以下のような８グループに分類される。覚えなくてよい。（　　）の中は語源。
①アメーボゾア（アメーバ動物）
②エクスカバータ（細胞側面が凹んでいる excavated）
③アーケプラスチダ（古い色素体）・・・陸上植物はここに分類される。
④ハクロビア（ハプト藻とクリプト藻、ビアが生物を表す）
⑤アルベオラータ（細胞膜直下に機能不明の袋＝アルべオールを持つ）
⑥ストラメノパイル（麦藁の毛＝べん毛に生えている小毛）
⑦リザリア（ rhizo＝根）
⑧オピストコンタ（うしろのべん毛）・・・ヒトや菌類はここに分類される。
※ストラメノパイル、アルベオラータ、リザリアを、SAR（三つのグループの頭文字をとっている）としてまとめるという考え方もある。





問題：菌類と植物のうち、従属栄養生物はどちらか。
答え：菌類
＊一般に、菌類は葉緑体を持たず、消化で栄養を得る従属栄養生物であり、植物は葉緑体をもち光合成をおこなう独立栄養生物である。菌類の行う、体の外で消化することを体外消化とよぶことがある。ただし、菌類も多様であり、腐生・寄生・共生を行うものは多い。



問題：菌類と細菌類のうち、真核生物はどちらか。
答え：菌類。
＊菌類は真核生物、細菌類は原核生物である。（生活が似ているため同じ「菌」という漢字が使われているが、細胞内部を見ればわかるように遺伝的に遠く離れた生物である）


#生物
#高校生物
#ドメイン

真核生物・古細菌・細菌　高校生物

【 note : https://note.com/yaguchihappy 】 
放射性チミジンを用いた細胞周期に関する実験についてわかりやすく講義します。

続きはこちらです。
   • 放射性チミジンを用いた細胞周期の追跡③　高校生物基礎発展  

前回の講義はこちらです。
   • 放射性チミジンを用いた細胞周期の追跡①　高校生物基礎発展  


動画を③まで見てから解いてください。

（３）標識してから１２時間後、標識されたM期の細胞の割合が100%から減り始めた。
S期の長さを求めよ。

解説・答え
（１）で見たように、標識されてから五時間後に、標識時S期の先頭にいた細胞（＝S期の終わりにいた細胞）がM期に入った。
（その後、（2）で見たように、M期の全ての細胞が標識された細胞で占められるようになり、つまりM期の細胞の100%が標識された細胞で占められるようになり、さらに、）標識してから十二時間後、標識されたM期の細胞の割合が100%から減り始めた。
どうして減り始めたのかというと、標識時、S期の最後尾の細胞（＝S期に入ったばっかりだった細胞）がM期に入ったからである。（S期の最後尾であった細胞より、後ろの細胞は、標識されていない）。
つまり、放射性チミジンを加えた時、ギリギリS期に入っていなかった標識されていない細胞が、M期に突入し始める時がきたのである。
S期の先頭にいた細胞がM期に入ったのが五時間後。（その後、標識された細胞が後に続く）
S期の最後尾にいた細胞がM期に入ったのが十二時間後。（その後、S期にまだ入っていなかったので標識されなかった細胞が後に続く）
S期の長さは、先頭の細胞がM期に突入した時間と、最後尾の細胞がM期に突入した時間との時差である。
したがって、12-5=7時間がS期の長さである。
答え:7時間

（４）細胞周期全体の長さが１９時間であった。G 1期の長さを求めよ。

解説・答え
今まで求めた時期の分を細胞周期全体から引けばよい。
19-5-3-7=4
答え:４時間

noteに簡単な図があります。
https://note.com/yaguchihappy/n/n191308c58e3d#deb4f9ec-2909-4d68-87b1-349da5256d31



#体細胞分裂
#生物基礎
#細胞周期

放射性チミジンを用いた細胞周期の追跡②　高校生物基礎発展

【 note : https://note.com/yaguchihappy 】 
細胞の大きさについてわかりやすく講義します。
語呂「ハチが舞い、赤くなる（8マイクロメートル、赤血球）」
語呂「２０歳になったらマイクロバスで関西へ（２０マイクロメートル、肝細胞）」
赤血球の大きさが比較的均一なので、最もよく問われます。
＊１ｍｍ＝１０００μｍ（マイクロメートル）＝１０００,０００nｍ（ナノメートル）

問題：①ヒトの肝細胞②ヒトの赤血球③ヒトの卵　を大きい順に並べよ。
答え：大きい　③①②　小さい

●例えばヒトの神経細胞 がゾウリムシより大きな（長径が長い）細胞である。他にも大きな細胞はたくさんある。自身で調べて見よ（たとえば、ヒトの座骨神経[ざこつしんけい]のニューロンの大きさはどれくらいか？）。
＊肝細胞を普通の大きさと言っていますが、厳密には、肝細胞は少し大きめの細胞です。
●近接した２点を別個のものとして区別できる最小の距離を分解能（ぶんかいのう）という。一般に、ヒトの眼の分解能は約０．１ｍｍ、光学顕微鏡の分解能は約０．２μｍ、電子顕微鏡の分解能は約０．２nｍである。
＊たとえば、光学顕微鏡で、０．２μｍより近い距離離れて存在する２つの点を見ても、それが２つの点なのか１つの点なのかを識別できない。


#高校生物
#生物基礎
#細胞

細胞の大きさ　高校生物基礎

【 note : https://note.com/yaguchihappy 】 
細菌と菌類について講義します。生物基礎では、細菌の仲間として大腸菌、乳酸菌、シアノバクテリア（ネンジュモ、イシクラゲ）が、菌の仲間として酵母菌がよくテストに出ます。
語呂「菌は厳禁。ただしパンとお酒は神格化（菌とつく生き物は原核生物が多いが、パン酵母やビール酵母などの酵母菌は例外的に真核生物）」

●菌類（酵母菌など）は真核生物。
●細菌・古細菌は原核生物。
●ウイルスは生物ではない（感染性の粒子）。


問題：真核生物をすべて選べ。
①乳酸菌
②根粒菌
③大腸菌
④酵母菌
答え：④（他は細菌＝原核生物）


●菌と細菌とウイルスは違う。「ウイルスを殺菌する」という言い方は厳密には変である。ウイルスは菌ではないし、そもそも生きていない。
●驚くべきことに、現在、哺乳類の脳の正常な発生に、腸内細菌の生産する物質が不可欠であるという事実が明らかになりつつある。我々哺乳類は、細菌と共進化してきたのである。細菌の生産した物質が血中に入って、脳の発生を調節していることが、マウスを用いた実験で示されている。腸内細菌ー腸ー脳という方向性のある軸があるのだ。哺乳類は細菌と共進化をしてきた結果、細菌なしには正常に発生できなくなってしまった可能性が高い。宿主である我々は、その正常な発生と健康のために、共生細菌の定着を必要としているのかもしれない。
●細胞数で考えれば、我々の身体内の90％の細胞は細菌である。
●好気性細菌にはミトコンドリアのクリステのような細胞膜の陥入膜が、シアノバクテリアには葉緑体のようなチラコイド膜が存在する。どちらもミトコンドリアと葉緑体そのものは細胞内には持たないが、呼吸、光合成を行う。それぞれミトコンドリア、葉緑体の起源になった生物とされる。
●シアノバクテリアのバクテリアは細菌という意味である。当然シアノバクテリアは細菌類、原核生物である。
●高校で習う化学合成細菌という言い方は、専門的な言い方ではない。本来は「独立栄養化学合成細菌」と言わなければならない。
●マメ科植物についている根粒は、昔から学者たちの注意をひいていた。1888年に、根粒菌を発見し純培養したのは微生物学者バイエリンクである。それからしばらくたった1902年、フランスの細菌学者ウィノグラドスキーが、土の中で独立して生活している細菌にも窒素固定能力があることを発見した。この細菌にアゾトバクターという名がついた。
●ニトロゲナーゼ活性を維持するため、根粒内は極めて低い酸素分圧になっているが、これは根粒中に存在するレグヘモグロビンが、酸素に対して強い親和性をもっているために可能になっていると言われている。
●マメ科植物は、硝酸など窒素栄養が豊富な土壌では、窒素源を土壌から直接得る戦略に切り替え、根粒菌との共生に伴う不必要なエネルギーの消費（光合成産物の無駄な根粒菌への献上）を防いでいると考えられている。マメ科植物は、根粒菌に「寄生」されないために、さまざまな機構で根粒菌のつきすぎを防いでいるとされる。しかし、この仕組みは完全には解明されていない。
●生物が空気中の不活性な分子状窒素をアンモニアに還元することを窒素固定という。
窒素固定生産物であるアンモニアは、グルタミン酸などに同化される。
単独で窒素固定をする生物は好気性細菌であるアゾトバクター、嫌気性細菌であるクロストリジウムの各属の多くの種や、緑色硫黄細菌など各種光合成細菌、および多種類のシアノバクテリアがある。
それ以外に、根粒菌がマメ科植物と、ある種の放線菌がハンノキやヤマモモと共生することにより窒素固定を行う。
根粒菌は独立生活を行うことがあるが、その場合は窒素固定しない。マメ科植物と共生した時のみ窒素固定を行う。
分子状窒素をアンモニアに還元するためには、反応を触媒する酵素ニトロゲナーゼのほかにATPが必要である。
ニトロゲナーゼは酸素により速やかに失活するため、通性嫌気性細菌では無酸素下でのみ、好気性の場合は低酸素分圧下か、または細胞内で酸素濃度を低下させるための特別な機構をもつ場合(シアノバクテリアの異質細胞など)に、大気中で窒素固定が行われる。
異質細胞をもたないシアノバクテリアは、低濃度の酸素条件下でなければ窒素固定を行わない。
●フレミングは、大雑把な性格で、失敗したシャーレを捨てずに放っておくような人だったらしい。フレミングが外出から帰ってシャーレを見てみると、混入したアオカビの周りにだけ細菌が繁殖していなかった。これがペニシリンの発見につながった。
アオカビは菌類である。菌類が、同じ生活空間をめぐって細菌と争う際に使う抗細菌抗生物質がペニシリンだったのである。
ペニシリンは人類の平均寿命を向上させたといわれる。
ちなみに、リゾチームの発見もフレミングが行なっている。
●分類の階層が異なる用語を並列させていますが、大学入試で勝つためです。ご容赦ください。

0:00 細菌（原核生物）
7:44 古細菌（原核生物）
9:09 菌（真核生物）
10:56 ウイルス（生物ではない）
11:38 おわりに（雑談）

#高校生物
#生物基礎
#細菌
#菌

細菌と菌類　高校生物

【 note : https://note.com/yaguchihappy 】 
体細胞分裂のグラフについてわかりやすく講義します。縦軸・横軸に気を付ければ楽勝です。
語呂「エムの気分。エスは豪勢（M期が分裂期、S期がDNA合成期）」


問題：G１期のDNA量を１とする。①G２期、②M期のDNA量はいくらか。
答え：①、②とも２

問題：観察されたすべての細胞が２００個だった。そのうちM期の細胞は１０個だった。また、細胞周期１周の長さが２０時間だった（細胞集団の数が倍加する時間が２０時間だった）。M期の時期の長さは？
答え：１時間
＊このような問題では、細胞集団は同調分裂していないと考える（それぞれの細胞はランダムな時期にあると考える）。また、細胞周期全体の時間に占めるその時期の長さの割合と、観察された全細胞数に占めるその時期の細胞の数の割合が等しいとしてよい。
つまり、その時期が長いほど、その時期の細胞がよく観察されるだろうとしてよい。
観察された全細胞数：観察されたM期の細胞数＝細胞周期１周の時間：M期の時間
なので、
２００個：１０個＝２０時間：？時間
？＝１時間（実際、現実でもM期は短く、多くの細胞でだいたい１時間程度である）



●細胞周期には間期と分裂期がある。分裂期は前期・中期・後期・終期に分けられ、間期はG1期、S期、G２期に分けられる。
（１）間期
●間期はDNA合成準備期(G1期)、DNA合成期(S期)、分裂準備期(G2期)に分けられる。
間期：（分裂期の終期から→）G１期→S期→G２期（→分裂期の前期へ）
●G１期にはDNA合成のための準備をしている。
●S期にDNAが複製される。
●G2期には分裂のための準備をしている。
＊細胞によっては、G１期から「G０期」という、細胞分裂を休止した状態に移行することもある。ただし、G０期を定義する分子マーカーが確定しておらず、G０期とG１期の一時的な停止を区別することが困難な場合もある。
＊Ｓは「合成期synthetic phase」の頭文字。Gはギャップ（gap）の頭文字。昔はG１、G２期に具体的に何をやっているのかわからず、時間的なギャップがあることだけがわかっていた。今では、G１期にはDNA合成の準備などが、G２期には分裂の準備などが行われていることが明らかになっている。
（２）分裂期
＊分裂期は、前期・中期・後期・終期に分けられる。
分裂期：（間期のG２期から→）前期→中期→後期→終期（→間期のG１期へ）
①前期
●核内の染色体は太く凝集する。核膜が消失する。このとき現れる同形同大の染色体は相同染色体と呼ばれる。
＊ＤＮＡが複製されてできた２つの染色分体（棒状の物質）を姉妹染色分体という。
＊姉妹染色分体は、コヒーシンと呼ばれる巨大な輪のようなタンパク質で、勝手に別れないようになっている。後期に、姉妹染色分体同士の接着が突如、一斉に解消されるのは、（セパラーゼという酵素によって）コヒーシンが分解されるからである。
②中期
●　染色体は細胞の赤道面上に並ぶ。「赤道面」と言えば「中期」！
語呂「チューで赤面（中期、赤道面）」
＊中期では、染色体が赤道面状に並んでいる（さらに、中期では染色体が最も凝集している）ので、染色体数を調べるのに適した時期である。
＊染色体の動原体に紡錘糸（実体は微小管というタンパク質）が結合する。
＊一般に、がん細胞では、体細胞分裂の制御が効かなくなっている（制御を受けず、無秩序に分裂を行う）。抗がん剤であるタキソールは、微小管のチューブリンと結合し、その重合を阻害する（紡錘糸の形成を阻害する）ことにより、がん細胞の細胞分裂を抑制する。
③後期
●各染色体は縦裂面（じゅうれつめん）で分離し、両極へ移動する。
＊２本の複製されたＤＮＡが分かれ、紡錘糸というタンパク質の糸によって両極へ輸送される。Ｘ字のような染色体が裂けてＩ字に戻る。
＊コヒーシンが分解されることで、姉妹染色分体が両極へ移動できるようになる。
＊紡錘糸の働きと染色体の移動の仕組みについては、完全には明らかになっていないが、動原体側の微小管の末端が短縮しながら移動する、パックマン機構などが提唱されている（動原体が微小管を食べているように思えるから）。
④終期
●両極に移動した染色体は、形がくずれ、間期のときの状態に戻る。やがて核膜が現れ、2個の核ができる。終期の途中から細胞質分裂がはじまり、細胞質が二分される。動物細胞はくびれて細胞質が二分されるが、植物細胞は細胞板（さいぼうばん）という構造ができて細胞が二分される。
noteに簡単な図がある。
https://note.com/yaguchihappy/n/n191308c58e3d


●大学内容だが、細胞周期は厳密に制御されており、様々なチェックポイントがある。
・DNA複製が完了していなければ、G２期からM期への進入が阻止される。
・M期において、染色体が紡錘体で正しく配置されていなければ、後期への進入が阻止される。
・G１期において、ゲノムが損傷を受けた場合、S期への進入が阻止される。
・S期の途中でゲノムが損傷を受けた場合、DNAの複製が阻止される。
●細胞周期の長さは細胞によって様々である。２４時間程度の細胞が多いが、たとえば活発に増殖しているリンパ球は５時間程度でその数を倍加させる。
●体細胞分裂による細胞増殖は、生体内で注意深く制御を受けている。
しかし、何らかの原因でそれらの制御機構が壊れ、無秩序に分裂してしまう細胞が現れることがある。そのような細胞を「がん細胞」と呼ぶ（正確には、生体のもつホメオスタシスに支配されず、自律性をもって増殖する細胞を指してがん細胞と呼ぶことが多い）。つまり、がん細胞は、異常な時期に、異常な場所で増殖を繰り返す細胞である。
一般に、がん細胞は、永遠の増殖能を持ち（テロメラーゼが発現している。がん細胞がどのように高いテロメラーゼ活性を獲得するかについての分子機構はあまりわかっていない）、周囲の細胞による制御を受けない（たとえば接触による増殖抑制の効果を受けない）。正常な細胞は、周囲の細胞から増殖に関するシグナルを受け取り、成長と分裂をすべきかどうかを決定している。
がん細胞が生じる原因には、がん抑制遺伝子の変異などがある。がん抑制遺伝子群がコードするタンパク質は体のあらゆる部位で機能している。がん細胞を破壊する免疫のしくみ（たとえばNK細胞による破壊）があるが、それを逃れようとするがん細胞もある（「逃れようとする」という表現は正確ではない。大学生になったら自身でも勉強してほしい）。
●高校生は、教科書に合わせて、分裂期の終わりに細胞一個あたりのDNA量は半減する、とざっくり知っておけばいい。『厳密にどこまでを終期とみなすか』という議論よりも、『DNAを正確に複製、分配するしくみや、各細胞周期の時期が厳密に制御されているということ』のほうが生物学的に重要である。



＊動画では、高校教科書に合わせ、「『The Cell 細胞の分子生物学』ではM期に５つのステップが含まれるとしている」というようなことを言っているが、『The Cell 細胞の分子生物学』では前期と中期の間に前中期を置いているため、正確には６つのステップに分けている。高校では、前中期を前期の中に含める解釈をしているので、正確に言えば「高校教科書風に表現すれば、細胞質分裂を区別するなら、５つのステップに分けられる」ということになる。高校生は気にする必要ありませんが、念のため。
また、『The Cell 細胞の分子生物学』では、「有糸分裂は従来、顕微鏡下で観察される染色体の挙動を基にして前期、前中期、中期、後期、終期の５つの期間に区分されてきた。有糸分裂が完了するとM期の第二の事象である細胞質分裂」が起こるとしている。つまり、M期の中に、明確に、有糸分裂と細胞質分裂を別に入れ込んでいる。これは、基本的にキャンベル生物学と同じ解釈である。
ただし、『キャンベル生物学』では、一部に「細胞質の分裂は、通常終期後半に進行する」としており、これは読み方によっては細胞質分裂を、高校教科書のように、終期の一部とする考え方である。
『ワトソン遺伝子の分子生物学』によれば、やはり、終期の後に細胞質分裂が続くように図が描かれている。しかし、「有糸分裂の最終段階は終期で、分離したひとそろいの染色体の周囲に核膜が再生される。ここで、細胞質分裂とよばれる現象によって2個の細胞になるように細胞質が物理的に区切られ、細胞分裂は完了する」としている。「ここで」とあるので、終期に細胞質分裂が完了するようにも読める。
『岩波生物学辞典』によれば、終期とは「真核生物における細胞周期のM期あるいは有糸分裂を5段階に分けたときの，最後の時期．後期に続き，核分裂が完了して娘核が形成されるまでの期間」である。なので、この記述のみを読めば、終期に細胞質分裂は完了しないことになる。しかし、その後に「終期は，核分裂の最後の時期であるとともに細胞質分裂の時期でもある」ともしている。そして、M期の項には「前期・前中期・中期・後期・終期の5段階に分け，終期には細胞質分裂も起こる．多細胞生物の細胞のM期には，染色体凝縮，核膜崩壊，紡錘体(分裂装置)形成，染色体の分配と細胞質分裂などにみられる顕著な細胞内構造の再編成が起こる」と記載しており、この記載通りに読めば、終期に細胞質分裂を含めることになる。
以上、色々書いたが、つまり、解釈は揺れ得るということである。高校生は全く気にする必要はない。大学入試では教科書の解釈に合わせればよい。


0:00 体細胞分裂に伴うDNA量の変化（基本）
3:09 DNAの変化（詳細）
5:31 細胞質分裂（DNA量が半減する瞬間）
8:26 姉妹染色分体と相同染色体
9:31 細かい話。高校生は無視してよい。
13:28 DNA量と細胞数のグラフ

#生物基礎
#高校生物
#体細胞分裂

体細胞分裂に関するグラフ　高校生物基礎

【 note : https://note.com/yaguchihappy 】 
代謝（同化と異化）についてわかりやすく講義します。
語呂「高級イカ（呼吸は異化）」
語呂「こんなに複雑なもの作るなんてどうかしてるぜ（複雑なものを合成する反応が同化）」
●生体内で行われる物質変化を代謝といい、代謝は異化（分解反応の総称）と同化（合成反応の総称）に分けられる。
＊異化の代表例は呼吸（酸素を用いて有機物を「分解」する）、同化の代表例は光合成（光エネルギーを用いて有機物を「合成」する）である。
●代謝（metabolism）という語は、「変化」「交換」を意味するギリシャ語に由来する。
●異化と同化はざっくりした概念である。全化学反応を、異化と同化に厳密に分類しているわけではない。
●すべての生物は代謝（異化と同化の両方）を行うことに注意。例外はない。動物は光合成はできないが、タンパク質の合成など、多くの合成反応（同化）を行っている。生物は、生きている限り、（ある意味）常に壊れながら、自らを作り上げ続けているのである。
「生物はたえずみずからをつくらねばならない、単に現状を維持するということさえもつくるということなくしては成り立たない。」今西錦司『生物の世界』より
「生物体というものがはなはだ不思議に見えるのは、急速に崩壊してもはや自分の力では動けない「平衡」の状態になることを免れているからです。」シュレーディンガー『生命とは何か』より
●生体の形態・成分が見かけ上一定に保たれている状態を動的平衡と呼ぶことがある（多くの生体分子の合成[同化]と分解[異化]の速度は、厳密に制御されている。全体としては、見かけ上、各分子の濃度は変化を示さず、定常状態[見かけ上、時間的に不変の状態]にある。しかし、分子のレベルでは、各分子は、合成と分解の結果、絶えず入れ代わっている[代謝回転]）。家に例えてみよう。我々は常に外界から色々な物を家の中に運び込む。それと同時に、家から色々なゴミを出している。結果、「見かけ上」、家の中は変化していないように見える。しかし、半年前のシャンプーは現在のシャンプーではない。古いものが捨てられ、新しいものが補給されている。たとえメーカーが同じでも、そこには中身の回転が起きているのである。
＊細胞や組織は、生体物質を合成すると同時に、同じ速度で分解している。これにより、古い分子が新しい分子と入れ替わっている。このような動的平衡状態を代謝回転（ターンオーバー）という。
●すべての生物は代謝を行う。
●生物体における「エネルギーの出入りや変換」をエネルギー代謝という。
＊厳密には、代謝には物質代謝とエネルギー代謝がある。ふつう、単に代謝という時は、前者を指す（ただし両者は不可分である）。物質代謝は異化と同化を指し、エネルギー代謝は生命現象に伴うエネルギーの出入りや変換を指す（エネルギー代謝は、異化と同化をエネルギーの面から見たものであると言える）。いずれにしろ、代謝は大きな意味をもつ用語なので、高校生は厳密な定義については考えなくてよい。
●異化（分解反応）にはエネルギーの放出が伴う。同化（合成反応）はエネルギーを吸収して行う。
＊あまり厳密なイメージではないが、ジェンガを考えると良い。高く積み上げられたジェンガは、手間をかけなくても、ちょっとしたきっかけで勝手に崩れる（この時、がしゃーん、と音が鳴るように、エネルギーが放出される）。一方、一からジェンガを高く積み上げる時は、膨大なエネルギーの投入が必要である（疲れるし、手間がかかる）。
●呼吸は有機物を『分解』して化学エネルギーを放出する反応で、異化のひとつ。
●光合成は光エネルギーを吸収して炭水化物（＝糖）を『合成』する合成反応で、同化のひとつ。
●同化や異化と言わずに、ふつうに「単純な物質を複雑な物質に変える生合成反応」と「複雑な物質を単純な物質に変える分解反応」と言う場合も多い。（「化学的複雑さ」の定義はあいまいで、決まっていない）
●未だに解決していない生命の謎は、同化である。我々はエントロピー増大の法則という、宇宙の法則に反しているように見える。異化によって取り出したエネルギーで同化を行うのだ、という説明は教科書的である。どうして生物はそんなことができるのか。自動的に複雑化し、動き出し、喋りだす無生物がいるだろうか。物理学者シュレディンガーは、生物を「負のエントロピーを食べる」ものだと言った。われわれは負のエントロピーを取り入れている、秩序を吸い込んでいるというのだ。そうして平衡状態になるのを免れているのだという。
この問題は根本的に解決されていない。

問題：単純な物質をつなげて複雑な物質をつくる反応は、異化か、同化か？
答え：同化

問題：異化反応は、一般にエネルギーの放出を伴うか？エネルギーの吸収を伴うか？
答え：エネルギーの放出を伴う。

問題：動物の行う同化はどのようなものがあるか。
答え：アミノ酸をつなげてタンパク質を作る。

問題：二酸化炭素（無機物）を用いて炭水化物（有機物）を合成する反応は炭酸＜？＞とよばれる。＜？＞に入る語は、同化か？異化か？
答え：同化（無機物のほうが単純で、有機物の方が複雑。単純なものから複雑なものをつくる反応は一般に同化という）

問題：同化を行わない生物はいるか？また、異化を行わない生物はいるか？
答え：どちらもいない（全生物が代謝を行う）。

#生物基礎
#高校生物基礎
#代謝

代謝（同化と異化）　高校生物基礎

【 note : https://note.com/yaguchihappy 】 
カタラーゼのはたらきについて簡単に解説します。カタラーゼは、好気性の細胞が持つ、過酸化水素(H2O2)の分解を触媒する酵素です。
語呂「傘ん中で語ろうぜ（過酸化水素を分解するカタラーゼ）」
●カタラーゼがあたかも肝臓片にしか無いかのような説明を見かけるが、誤っている。カタラーゼは、動物・植物・微生物を問わず、基本的に、好気的細胞にはすべて存在する。
●砂糖の自然分解には数世紀かかる。しかし我々は日常的に砂糖を消化分解する。これは酵素が、生体触媒として、砂糖の分解反応を促進するからである。これが酵素の驚くべき威力の一例である。
＊ただし、酵素は、反応の自発的に起こる方向を変えることはできない。たとえば過酸化水素はゆっくりと自発的に酸素と水に分解する。カタラーゼはその速度をはやめる（反応が平衡に達する時間を短縮させる）だけである。たまに子供向けの参考書に、過酸化水素は自然には分解しない、という記述があるが、嘘である。
酵素は起こり得ない方向に反応を進ませることなどできない（反応を止めているエネルギー障壁を小さくすると、正反応の速度が上がるが、逆反応の速度も上がる）。
●H2O2はオキシドールとも呼ばれ（ただし入試ではオキシドールと書くと×になることがある。H2O2、もしくは過酸化水素と書こう）、消毒薬として使われてきた。創傷・潰瘍、口腔粘膜、口内炎の洗口に使用する。汚れた創傷などへの適用では、分解産物の酸素の泡が異物除去効果を発揮する。ただし、動画で触れたように、過酸化水素は、活性酸素の一種であり、高い反応性を持つ。使い方や使用濃度を誤れば、細胞内の有益な物質とも反応してしまい、害になる危険性がある。30%過酸化水素水は、劇物に指定される。
●紙は着火すれば簡単に燃える 。
エネルギーを熱として、また水と二酸化炭素を気体として 、大気中に放出する。
確かに普通の条件下では、炭素のエネルギー的に最も安定な形態は二酸化炭素である 。水素の場合は水である 。
しかし、突然、皆さんの教科書の紙がいきなり燃えだすようなことはない 。
これは紙が、比較的安定な状態にあって 、外からエネルギーを投入しなければ 、より低いより安定なエネルギー状態に移ることができないからである 。
崖の上からそり遊びをするために、少し小高い丘を登るのに似ている 。
安定な状態に移るためには、ある障壁を、小高い丘を 、乗り越えなければならない 。
その障壁を乗り越えるためのエネルギーを活性化エネルギーという 。
エネルギーの障壁を乗り越えるために活性化エネルギーが不可欠である 。
例えば紙を燃やすならば、マッチの火の熱が活性化エネルギーを与える 。
細胞内の場合では 、ランダムに衝突を繰り返す中で、適切な速度を持って、適切に行われる1撃の衝突によってこの障壁を乗り越える 。
衝突は温度が高くなるほど激しくなるので、温度が高ければ高いほど一般に反応の速度は上昇する。
●自らは変化せず化学反応を促進する物質を触媒という。
触媒は 基質と結合し、その空間的な配置を制御することで、このエネルギー的な障壁、活性化エネルギーを下げることができる 。
ただし、触媒は平衡点を変えることはない。エネルギー障壁が小さくなるということは、正反応と逆反応のどちらも進みやすくするということである。丘の高さが小さくなるということは、右から丘に登るのと同時に、左からも登りやすくなるということである。
●触媒には無機触媒と生体触媒がある。
無機物でできた金属などの触媒を無機触媒という。教科書には 酸化マンガン（Ⅳ）が、過酸化水素を分解する無機触媒の例として載っている。
（一般に、無機触媒は基質特異性をもたない。つまり、色んな反応を区別せず促進させてしまう。生物が無機触媒を進化の過程で使おうとしなかったのはそのような理由だと考えられている。特定の反応は促進したいが、別の反応は促進したくないのである。ちなみに、生命が誕生したときに使われた触媒は、岩石の表面等の無機触媒だったと考えられている。）
たとえば金属の無機触媒では、金属表面にある豊富な自由電子が、反応物に作用し、どんな化学反応も、基本的に無差別に進めてしまうことがある。
●生体触媒（生体内で使われている触媒）は酵素と呼ばれる 。
主成分はタンパク質である 。ただしRNAできた酵素も見つかっている （リボザイムと呼ばれる ）。
●タンパク質は高温で変性する（立体構造が壊れ、性質が変化する）ので、酵素は高温で失活する（活性が失われる）。酵素の主成分はタンパク質なので、酵素は、熱に弱い。
＊タンパク質が熱に弱いのは不思議なことではない。レゴブロック一個は多少手荒に扱っても壊れないが、レゴブロックが長く繋がってできている大きな作品は、揺さぶっただけで壊れてしまう。大雑把に言えば、アミノ酸一つがレゴブロック、タンパク質がレゴブロックでできた大きな作品である。
●反応環境の温度を上げていくと、しばらくは温度と共に反応速度が上昇するが、上げすぎると熱変性し失活する。なので、酵素は最適温度を持つ。（無機触媒の場合は、温度を上げれば上げるほど反応速度が大きくなる。酵素との違いとしてよく問われる。）
温度だけでなく、pHも適切でないと、酵素は、正常な立体構造がとれない。なので、酵素には最適pHが存在する。
●生体内の化学反応はほとんどすべてが酵素によって触媒される酵素反応であり、物質代謝は多くの種類の酵素が順番に作用することにより行われている。
●酵素反応は多くの場合可逆であるが、一部の酵素では不可逆である。
●酵素は立体構造をとり、その表面に、基質と特異的に結合する部位(活性部位)をもつ。活性部位とぴったり合う物質が基質になるため、酵素は基質特異性をもつのである。
●酵素には可溶性酵素として細胞内で溶解した状態で存在し機能するものだけでなく、生体膜に組み込まれたり、細胞外に分泌されたりするものもある。
●ミトコンドリアの電子伝達系の、複合体IとⅢにおいて、酸素がI電子還元を受けてしまうと、スーパーオキシドが発生する。このスーパーオキシドが、スーパーオキシドジスムターゼという酵素により（または、無触媒的に）過酸化水素に変化する。

#生物基礎
#酵素
#カタラーゼ

カタラーゼによる過酸化水素H2O2の分解【酵素】　高校生物基礎

【 note： https://note.com/yaguchihappy 】 
ATPのはたらき（呼吸や光合成との関係）について講義します。

ATPの構造について
   • ATPの構造【ATP①】　高校生物基礎  

●発展生物を学んだ人は、光合成について、以下の現象まで理解しておく。
・光エネルギーは葉緑体のチラコイド膜にあるクロロフィルを活性化させる。
・その結果、光化学系IIから光化学系Iへ電子が伝達される。電子伝達系により、ストロマからチラコイド内にプロトンが能動輸送され、そのプロトンの濃度勾配を利用してATP合成酵素により ATPが合成される。このしくみを光リン酸化という。
・光化学系IIでは、電子伝達に伴い、水が分解され、電子が引き抜かれる。その際、酸素が副産物として発生する。
・光化学系Iでは、電子伝達に伴い、電子がプロトンと共にNADP +と結合し、NADPHが生じる。
・高エネルギー運搬体であるATPとNADPHを用いて、ストロマで起こるカルビン・ベンソン回路により、炭水化物が合成される。その際、ルビスコという酵素が二酸化炭素を固定する反応を触媒する。


問題：ATPが関わる反応を４つ選べ。
①ホタルの発光　②光合成　③呼吸　④カタラーゼによるH2O2の分解　
⑤ヘモグロビンとO2の結合　⑥筋収縮
答え：①②③⑥（もちろんATPが関わる反応は膨大にあるが、特に試験に出やすいのはこのへん）

●ATPは、生理的条件下では、ATP分解酵素の作用を受けなければ安定なので、勝手に加水分解されるようなことはない。
つまり分解反応における活性化エネルギーが高い。
したがって効率的に化学エネルギーの運搬に寄与することができる。
●ATPは、不安定なリン酸結合をもつヌクレオチドの一つとして最も古く発見された(1929)。現在では様々な生命活動のためのエネルギー供給源になることが知られており、生体のエネルギーの「通貨」と見なされている。ATPは広く生体に存在し、例えば哺乳類の骨格筋には静止状態で100 g当たり0.35～0.4 g含まれる。2個の高エネルギーリン酸結合をもち、リン酸基が離れることにより多量のエネルギーを生じる。
●ATPは、生理的条件下では、ATP分解酵素の作用を受けなければ安定なので、勝手に加水分解されるようなことはない。
つまり分解反応における活性化エネルギーが高い。
したがって効率的に化学エネルギーの運搬に寄与することができる。
●ATPは加水分解されやすい高エネルギーリン酸結合（リン酸無水結合）で化学エネルギーを運ぶ。

#代謝
#生物基礎
#ATP

ATPのはたらき【ATP②】　高校生物基礎

【 note : https://note.com/yaguchihappy 】 
●ゾウリムシは一般に、大核を１個、小核を１～数個、収縮胞を２個もちます。
●大核は通常の代謝に関連した核。
●小核は生殖に関わる核。
●収縮胞は細胞内に流入した水をポンプのように排出するための細胞小器官（特殊な液胞）。

問題：細胞壁をもたない生物をすべて選べ。
①ゾウリムシ　　　②ミドリムシ　　③アメーバ
答え：①②③（どれも原生生物である。ネットで調べてみよう。このようにぐにゃぐにゃ動くような生物達は、細胞壁をもたない。頑丈な細胞壁をもっていたら自由に動けない。その代わり、吸水して破裂しないように、収縮胞をもつ。ちなみに、ミドリムシには細胞壁がないので、細胞内の栄養が取り出しやすく、栄養価が高いと言われる。ミドリムシラーメンはおいしい。ミドリムシラーメン屋には「ミドリムシまし」があることがある。）

Ｑ．ゾウリムシのもつ収縮胞って何？
…A.体に入ってきた水を排出する特殊な液胞（生体膜で包まれた構造）。ゾウリムシの周りの溶液が薄ければ薄いほど細胞内に水が入って来るので、１秒あたりに収縮する回数が増える。
Ｑ．べん毛と繊毛って同じ？
…A.違う。「1本長いのが生えてる＝べん毛」。「たくさんの短いのが生えてる＝繊毛」。真核生物のべん毛と繊毛は構造はほぼ同じ（原核生物のべん毛せん毛は構造が異なる）。
Ｑ．ミドリムシの眼点って眼？
…A.ミドリムシは単細胞なので、私たちの眼のようにたくさんの細胞からなる器官はもたないが、眼点が光の受容に関与している（実際は、感光点という光受容機能をもつ部分[鞭毛の基部付近にある]が眼点とは別にある。眼点は遮蔽機能をもつ色素顆粒からなり、特定の方向からの光のみが感光点に届くようにしている。覚えなくてよい）。
Ｑ．原生生物って原核生物と同じ？
…A.違う。原生生物は真核生物の１グループで、核のある真核細胞からなる。原核生物の細胞である原核細胞には核はない。
雑談：原生生物は、真核生物のうち、植物・菌類・動物以外の生物である（現代では、厳密な分類では用いられない用語である）。昔は、たとえばゾウリムシやアメーバを見た時、生物学者は動物か菌類か判断ができなかった。だからそれらを原生生物に分類した。たとえるなら、原生生物は、動物でも植物でも菌類でもない「その他」または「なんでもごちゃ混ぜボックス」である。植物か、菌類か、動物か、判断に迷ったら、すべて原生生物に分類してきた。ミドリムシは、ぐにゃぐにゃと動き回る（細胞壁を持たない）が、葉緑体をもち光合成を行う。動物のようでも植物のようでもある。だから、生物学者はミドリムシも原生生物に分類した。基本的に単細胞の真核生物は原生生物に分類される。

#原生生物
#生物基礎
#ゾウリムシ

ゾウリムシ草履　高校生物

【 note : https://note.com/yaguchihappy 】 
動物細胞について講義します。
●核　膜
構造：2 枚の膜からなり（二重膜構造）、核膜孔（mRNAが通る）とよばれる小さな穴が多数ある。小胞体と一部で連続している。
はたらき：DNAの保護。
●核小体
構造：ＲＮＡとタンパク質が主成分。膜で包まれていない。
はたらき：リボソームの合成。
＊核小体は、ｒRNA遺伝子を含む染色体領域を中心としてタンパク質とRNAが集合した小球体である（活発に転写中のｒRNA遺伝子を取り巻くタンパク質と、RNAの網目構造になっている）。核小体の主な機能はリボソームの合成である。リボソームの合成は、ｒRNAの転写、修飾、切断、リボソームタンパク質の集合（リボソームタンパク質は核外から運び込まれる）などの反応によって行われるが、各ステップには不明な点も多い。多段階反応の結果、小サブユニットと大サブユニットができるが、これらはまだ未完成であり、核膜孔を通って細胞質へ輸送され、初めて機能を持った最終的なリボソームになる。
●染色体
構造：DNAとタンパク質（ヒストンというタンパク質など）からなる。通常は糸状であるが、細胞分裂時には凝縮する。
酢酸カーミンや酢酸オルセインなどの色素でよく染まる。
はたらき：DNA は遺伝子の本体。
●ミトコンドリア
構造：2 枚の膜で包まれ（二重膜構造）、 DNA （細菌と同じ環状）を含む。ヤヌスグリーンで青緑色に染まる。
語呂「三鷹は高級住宅地（ミトコンドリア、呼吸、二重膜）」
はたらき：呼吸によって有機物を分解し、ATP（アデノシン三リン酸）を生成。
●リボソーム
構造：ｒRNAとタンパク質からなる。小胞体の表面に付着しているものと、細胞質に散在しているものがある。膜に包まれていない。
はたらき：タンパク質の合成（翻訳に関与）。
＊リボソームは、大サブユニット（約４９個のタンパク質と３個のｒRNAからなる）と、小サブユニット（約３３個のタンパク質と１個のｒRNAからなる）からできている。リボソームの大サブユニットと小サブユニットの完全な三次元構造が解明されたのは２０００年のことである。リボソームの「ｍRNA上にｔRNAを配置する働き」や「アミノ酸同士のペプチド結合形成の触媒作用」を持っているのは、ｒRNAの部分である。すなわち、リボソームは一種のリボザイム（触媒活性を持つRNA）と見なすことができる。
●小胞体
構造：リボソームが付着している粗面小胞体（そめんしょうほうたい）と、付着していない滑面小胞体（かつめんしょうほうたい）がある。
＊リボソームがたくさんくっ付いていて、表「面」を触るとざらざらして「粗」そうだから「粗面」小胞体と覚えよう。
はたらき：多様な働きがあるが、特にテストでは「物質の輸送に関わる」「物質の輸送路」と表現されることが多い（タンパク質が入った小胞がゴルジ体に送られる。「小胞をつくるから小胞体」と覚えよう）。
●ゴルジ体
構造：へん平な袋状の構造が層状に重なっている。動物の消化管の腺細胞など、分泌と関係ある細胞で多い。
はたらき：物質の濃縮・分泌・修飾（タンパク質への糖の付加など）。
たとえば、ゴルジ体は、小胞体から小胞を受け取り、内容物を修飾した後、細胞外に向けて分泌したりしている。
●中心体
構造：微小管からなる中心粒を含む。膜に包まれていない。直交する１対の中心小体（中心粒）から微小管が伸びている。中心体は、動物と、コケやシダなど精子を作る植物に存在する。
はたらき：紡錘体の形成。べん毛・繊毛の形成。
語呂「せんべいにチューしよう（繊毛・鞭毛、中心体）」
＊中心小体には、九個の三連微小管が配置されていると考えられている。
noteに簡単な図があります。
https://note.com/yaguchihappy/n/n9ffb0ce38365

●トランスポゾンを発見しノーベル賞を受賞したマクリントックは、次のように語っている。「細胞を顕微鏡で観察するとき、私はあたかも細胞の中に降りていき、その辺りを見回すのです」
●膜で包む、という進化は非常に重大な意味を持つ。それは自己と他人を分ける、はじめの仕切りである。生物基礎で「すべての生物は細胞でできている」と習うが、細胞とは、「細胞膜で包まれた構造体」なので、その本質は「膜」の仕切りである。外液（他者）と内液（自己）を分けることが、生命のはじまりであった。極性をもつ水を、水から分けるには、極性を持たない脂質で仕切るのがよい。生体膜が脂質でできているのは偶然ではない。

問題：二重膜でつつまれた構造体はどれか。また、膜で包まれていない構造体はどれか。すべて選べ。
①リボソーム　　②ゴルジ体　　③液胞　　④ミトコンドリア
⑤中心体
答え：二重膜④、膜で包まれていない①⑤ 




「the key to every biological problem must finally be sought in the cell; for every living organism is, or at some time has been, a cell.」
（生物学のあらゆる問題を解く鍵は、最終的には細胞に求めなければならない。なぜなら、すべての生物は１個の細胞であるか、または過去のどこかで１個の細胞であったからである。）
E.B.ウィルソン『The cell in development and heredity』より



#生物
#高校生物
#細胞

動物細胞【細胞①】　高校生物

【 note : https://note.com/yaguchihappy 】 
ウイルスについて解説します。ウイルスは、悪魔でも、呪いでもありません。生物学的にウイルスを考えます。
●入試に出題される点を中心に説明していますが、発展や雑談も多く含んでいます。
●動画中の系統樹には、原核生物である古細菌ドメインは描いていません。
●ウイルスは、細胞でできていない、単独で増殖できない、RNAに遺伝子を持つものがいる、ATPを用いた代謝を行わないなどの理由から、生物とは呼べません。
●1mm=1000μm（マイクロメートル）=1000,000nm（ナノメートル）です。
●RNAウイルスには、逆転写酵素によって、RNAからDNAを作り出すものがいます。この、RNAをもとにDNAを作り出す現象を、まるで転写の逆のような現象なので、逆転写といいます。
また、ウイルスも、遺伝子をRNAやDNAに持ちます。だから、PCRでそれらを増幅にかけることで、ウイルスの存在量を推定することができるのですね。（ウイルス由来の核酸にのみ存在する配列に対してプライマーを設計すれば良いわけです。RNAはDNAに逆転写してからPCRで増幅させることが多いです）。
●空気中にはRNA分解酵素が大量に存在します。地球上の至る所に存在するRNA分解酵素は、元々生物の体にあったものと考えられています。もしかしたら、これほど大量に生物がRNA分解酵素を持つのは、ウイルスへの対策なのかもしれません。
●大学入試を意識して解説しています。現実には様々な例外があります。ウイルスを生物に含める学者もいます。
● ウイルスvirusの基本構造は、ゲノムを含む、つまり遺伝情報を担う、核酸（ DNAあるいは RNAのいずれか）と、それを取り囲むタンパク質の殻からなっている。中心のウイルス核酸とそれに随伴するタンパクをコア coreと呼ぶ。このコアを保護する形でカプシド capsidと呼ばれるタンパクの殻が取り囲んでいることが多い。
さらに、宿主細胞からくっついてきた、エンベロープという脂質二重層を纏うものもいる。
A.M.Lwoffら(1957)は、「細胞内だけで増殖し、潜在的に病原性をもつ感染性の粒子」のうち、次のような属性をもつものをウイルスと定義した。
(1)核酸としてDNAかRNAのどちらか一方をもつ。
(2)核酸だけから複製される。
(3)二分裂で増殖しない。
(4)ATPを用いたエネルギー代謝系を欠く。
(5)宿主のリボソームをタンパク質合成に利用する。
これらのことから一般にウイルスは生物とは別の扱いをされる。
生物と非生物の間などと言われることもある。
その起原については、動画で説明した説の他に、小型のトランスポゾン（動く遺伝子）が独立して細胞外に出られる機能をそなえるに至ったものとする説など、色々な説がある。
●ウイルス感染が宿主細胞に 与える影響にもさまざまなものがある。
①子ウイルスが全く産生されない中絶タイプのウィルス感染。
②感染細胞そのものの死もなく子ウィルスもきちんと放出される生産的なウイルス感染。
③宿主細胞に潜伏感染が成立してしまうタイプのウイルス感染。そのような潜伏感染タイプのウィルスは数ヵ月後あるいは数年後に再活性化され、生産的感染へ誘導されることがある。（ウイルスの核酸はウイルスによって宿主の染色体へ挿入される事もあれば、挿入されないこともある。）
④宿主細胞が死に至り子ウイルスは産生されるタイプのウィルス感染
である 。
●動画に出てくるdsDNAの、dsとは、ダブル　ストランド、二本鎖という意味である。ssDNAのssとは、シングル　ストランド、一本鎖という意味である。
●コロナウイルスは、ssRNA、つまり一本鎖RNAにゲノムをもつウイルスである。このゲノムの情報は、まだ不明な点が多いが、 mRNAとなることが知られている。

#生物基礎
#ウイルス
#高校生物
#新型コロナウイルス

細胞・代謝【高校生物基礎】

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