生物の成長と細胞分裂[編集]生物が成長する際には、細胞分裂が起きている。一度の細胞分裂で、1個の細胞が2個に分かれる。大まかに順序を見ると、細胞分裂は、つぎのようになっている。つづけて、細胞質が分かれる。核の中に、染色体が現れる。染色体が2倍に複製される。染色体が、細胞の、縦方向の中央付近に並ぶ。中央に並んでいる染色体が、それぞれ両端に分かれるように移動する。紡すい糸(ぼうすいし)というものによって、染色体が引っ張られる。両端に分かれた核がまとまって、細胞1個の中に核が2個できる。染色体は、やがて見えなくなる。細胞は分かれていない。内側から出来はじめ、細胞が2つに分けられる。して、細胞が2つに分かれる。2つの細胞に分かれたら、それぞれが大きくなる。それぞれの細胞が、もとの大きさくらいになったら、再び、細胞分裂が始まり、以上の工程を繰り返す。以上の分裂の順序は、植物の場合の順序である。(動物の場合も、ほとんど順序は同じだが、植物で細胞のしきりが出来るところが、動物はちがう。外側から出来て、2個の細胞に分かれる。染色体の中には、生物の形質を決める遺伝子(いでんし)が入っている。細胞分裂のとき以外は、染色体は顕微鏡では見えない。染色体の本数は、生物の種類ごとに決まっている。動物のヒトの場合、染色体の本数は22対の常染色体と1対の性染色体の46本である。方法ソラマメの種子を発芽させ、根が2cm~3cmほど伸びたら、今後の成長の早さを観察するため、根に印を等間隔に4個~8個ほど、印をつける。根につけた印の間隔を、1日ごとに観察する。観察の結果、同じ根でも、成長の大きい場所と、成長の小さい場所があることが分かる。根の先端付近が、成長が大きい。根元の付近(種の近く)は、ほとんど成長していない。この、根の先端近くの、成長の大きい(細胞分裂が活発な)箇所を、成長点(せいちょうてん)と言う。根の先端そのものより、ほんの少しだけ根に近い側が成長点である。タマネギによる細胞分裂の観察[編集]方法タマネギを水に数日間つけて、根を出させる。観察するのは、この根のほうである。根の先端部分を5mmほど切り取る。切り取った根をうすい塩酸の入った試験管につけて、60度の湯の入ったビーカーで、塩酸の試験管を温める。(細胞の1つ1つを、離れやすくするため。)温めた根を取り出し、プレパラートに根をのせ、柄つき針で、根を軽くつぶして、ほぐす。プレパラート上の根に染色液を加え、観察しやすくする。染色液には、酢酸カーミンや酢酸オルセインなどを用いる。カバーガラスをかける。カバーガラスの上から、ろ紙を乗せ、静かに、根をおしつぶして広げる。(細胞をばらばらにして、観察しやすくするため。顕微鏡の観察では、まず、低倍率で100倍くらいで観察する。しだいに倍率を高くするため、倍率を変えていき、100倍~600倍くらいで観察する。1つの細胞あたりの染色体の本数は、生物の種類ごとに決まっている。染色体の本数は偶数である。)の、二つの殖え方がある。かかわり、受精によって増える、子孫の殖やし方のことを言う。かかわらない、受精を行わない、子孫の殖やし方を言う。無性生殖には、おもに、分裂(ぶんれつ)・出芽(しゅつが)・栄養生殖(えいようせいしょく)がある。分裂(ぶんれつ、fission)とは一つの体が二つの体に分かれて殖える方法。例:アメーバ、ゾウリムシ、多くの細菌類など。分裂は、アメーバなど、おもに単細胞生物に多い生殖方法である。一部の多細胞生物の中にも、分裂で増える物がいる。出芽ヒドラの出芽コウボ菌の出芽からだの一部が膨らみ、その部分が分かれて、新しい個体をつくる方法ヒドラなど。propagation)では、体の一部が膨らむ。例:ジャガイモ、オランダイチゴ、ユキノシタなど。栄養生殖に、ふくまれる。オランダイチゴ、ユキノシタ地下の根から芽を出して増える。サツマイモ地下の茎から芽を出して増える。無性生殖では、親と同じ遺伝子の染色体を、子は受け継ぐ。分裂(ぶんれつ)・出芽(しゅつが)・栄養生殖(えいようせいしょく)のどれも、細胞分裂によって増殖しており、体細胞分裂(たいさいぼうぶんれつ)という方法である。体細胞分裂では、分裂の前と後で、染色体は同じである。そのため、親の形質(けいしつ)と、まったく同じ形質を、子供はそのまま受け継ぐ。無性生殖では、有性生殖とちがい、雄と雌が出会う必要が無いので、無性生殖では、比較的に短い時間に個体数が増えやすい。有性生殖[編集]減数分裂[編集]有性生殖では、一般の細胞とは別に、精子(せいし)や卵(らん)といった生殖のための特別な細胞をつくる。さいぼう)という、いっぽう、ふつうの細胞を体細胞(たいさいぼう)という。精子は、1個の細胞でもある。細胞の観点から見た場合の精子のことを、精細胞(せいさいぼう)という。同様に、卵のことを卵細胞(らんさいぼう)という。卵細胞の染色体の1対あたりの染色体数は、通常の体細胞(たいさいぼう)の半分の染色体数である。そのため、子は、親の遺伝子を半分ずつ受け継ぐ。この半分ずつの染色体を持つ精細胞と卵細胞が受精して、卵が受精卵になることで、染色体の数は足しあわされる。受精卵の染色体の本数は元の体細胞と同じ本数である。(参考)ふつうの染色体の一対では、母方からの染色体の持つ情報と、父方からの染色体の持つ情報とが、ちがっている。このように、染色体の一対は異なる情報どうしで、働きを補い合っている。血のつながった親子どうしで交配して子供を産んでしまったり、あるいは兄弟姉妹どうしで交配して子供を産んだりすると、生まれる子供の染色体は、家族どうしの子なので、染色体の一対のうち2本とも似たような染色体となってしまい、染色体の情報が重なってしまう。このため近親交配では、生まれた子の染色体の一対では2本の情報が重なってしまい、その結果、身体に異常を持つ場合が多くなる。日本では法律で、血のつながった親子どうしの結婚は禁止されている。同様に兄弟姉妹どうしの結婚も禁止されている。なにも人間だけに限らず、犬や猫などの動物の場合でも、近親交配は、弱い子供を作ってしまう傾向が高い。有性生殖をする生物では、親子や兄弟同士の近親交配をすると、生まれる子供が身体などに不具合を持つ場合が多くなる。ぶんれつ)とは、精細胞や卵細胞ができるときの分裂で、染色体の数が半分になる。受精卵のときに、染色体の数が卵と精子の両方の染色体があわさって、もとの数の染色体にもどる。有性生殖では、子は、両親の染色体および遺伝子を半分ずつ受け継ぐ。親の染色体の半分を受け継ぐため、子の特徴は、親になる。子の染色体・遺伝子は、親の染色体・遺伝子と異なる。このため、有性生殖では、多様な個体が生まれていく。分裂前の細胞の染色体と、分裂後の細胞の染色体は、まったく同じである。そのため、遺伝子は同じである。染色体の数は、分裂の直前に2倍に増え、分裂のときに、その染色体が半分になって、もとの数に戻るので、分裂後の染色体の数は分裂前の通常時と同じである。植物の有性生殖[編集]被子植物の花のつくり。花粉の中に精細胞がふくまれている。めしべの胚珠の中に、卵細胞がふくまれている。めしべの先に花粉がつく受粉をすると、花粉から花粉管がのびる。この受粉しただけの段階では、まだ受精卵が出来ていない。花粉管が胚珠に達すると、花粉管の中の精細胞と、卵細胞が結びつく。して、受精が行われ、受精卵ができる。花粉管の観察[編集]ホウセンカなどの植物の花粉と、寒天と砂糖(ショ糖)を用いて、顕微鏡などを用いて観察できる。砂糖を混ぜた寒天の溶液を固まらせた物は、めしべと状態が似ているので、この砂糖入りの寒天を使って、花粉管が観察できる。砂糖を混ぜた寒天を作る必要がある。5%~10%の砂糖水50cm3~100cm3に、寒天を1g~2gほど混ぜて、砂糖の混ざった寒天溶液を作る。プレパラートを作るため、まずスポイトで、寒天容器の一部を取り出し、スライドガラスに1滴・2滴ほど落とす。スライドガラス上に落とした寒天溶液を、冷やして固める。寒天上に、ホウセンカなどの花粉をまく。花粉のまかれた寒天の上に、カバーガラスをかける。これで、プレパラートができる。ペトリ皿の中に、折った割り箸(わりばし)で浮かせた足場を2本ほど作って、その割り箸の上にプレパラートごと置く。乾燥しないように、ペトリ皿の中には、プレパラートに水がつかない程度に、ペトリ皿に水を入れておく。3分~5分ごとに、プレパラートを取り出して、顕微鏡で観察する。(倍率100倍~200倍くらい)動物の有性生殖[編集]有性生殖をする動物には、雄(おす)と雌(めす)との区別がある。フラジェルム)という。オウバリー)で、卵は作られる。卵は、1個の細胞でもある。タスティコウル)で、精子は作られる。精子は、1個の細胞でもある。生殖で、卵に精子が一つ受精すると、卵の表面に変化がおこり、それ以上の精子が卵に入れないようになる。membrane)と呼ばれる、他の精子の侵入を妨げる膜を形成するため、精子は、1個の卵にふつう1個しか受精しない。nucleus)と合体する。性染色体については、くわしくは、高校で習う。は大きい順に並べ、番号で呼びあらわす。ヒトの体細胞は、染色体の対(つい)を23組、あわせて46本の染色体をもつ。生殖細胞ヒトの精子と卵は、23組のペアのうち1本ずつ23本の染色体を持っている。受精卵になると精子と卵の染色体をあわせて46本の染色体となる。せんしょくたい、sex-chromosome)と呼ぶ。せんしょくたい)と言う。ヒトの男女の違いは、X染色体とY染色体を1つずつ持っていれば男性で、X染色体を2本持っていれば女性となる。生殖細胞の精子は22本+X染色体または22本+Y染色体の場合があり、卵は22本+X染色体の場合だけである。X染色体をもつ精子とX染色体をもつ卵が受精すれば女性に、Y染色体をもつ精子とX染色体をもつ卵が受精すれば男性になる。ヒトの場合、男性ホルモン(テストステロンなど)を女性に投与しても、性別は変わらない。同様に、女性ホルモン(エストロゲンなど)を男性に投与しても、性別は変わらない。性ホルモンでは性別は変わらない。ヒトの性別を決定するのは遺伝子である。性ホルモンについて、より詳しくは保健体育や高校生物などであつかう。)動物の発生[編集]エルンスト・ヘッケルによるセキツイ動物の胚の比較。図の初期胚には形態的な類似性が見られるが、今日ではマチガイだといわれている。