【一問一答】1.1.1 人体の構成 – 細胞 (1) 細胞の構造

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【一問一答】1.1.1 人体の構成 – 細胞 (1) 細胞の構造

【細胞】

人体を形づくる最小の単位は細胞である。○×

(解答) ○
生物は創め単細胞生物として生まれ、そして長い年月をかけて多細胞生物がうまれました。細胞は全ての生物にとっての最小単位です。

t111-01-人体を形づくる最小の単位は細胞です.png

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【細胞の数と大きさ】

細胞の数は成人で約60億個である。○×

(解答) ×
細胞の数は体重1kgにつき約1兆個なので、成人では約60兆個の細胞からできています。

一般的に細胞の大きさは直径10~20μmである。小さい細胞としてはリンパ球が直径5μm。大きい細胞としては卵子が直径120μmである。○×

(解答) ○
一般的に細胞の大きさは直径10~20μmです。小さい細胞としてはリンパ球が直径5μm、大きい細胞としては卵子が直径120μmあります。肉眼で見える限界は0.1mm(100μm)なので、細胞を観察するためには光学顕微鏡が用いられます。卵子はぎりぎり肉眼で見えるくらいです。

t111-03-細胞の大きさ。小さい細胞リンパ球。大きい細胞卵子.png

赤血球の大きさは直径(  μm)である。

5
7~8
20

(解答) 7~8
赤血球直径7~8μm、厚さは1~2μmの円盤状です。この数値は生理学の国家試験問題に良く出ますので覚えておいてください。

t111-04-赤血球の大きさ.png

【細胞の構造】

人体の細胞は細胞壁により囲まれている。○×

(解答) ×
細胞は細胞膜により囲まれて、細胞質を外界から隔てています。細胞壁は植物細胞の細胞膜を被うものなので、動物の細胞にはありません。

【細胞膜】

細胞膜は(  )によりできている。

線維性結合組織
脂質二重層
アポ蛋白

(解答) 脂質二重層
細胞膜は脂質二重層でできています。この脂質はリン脂質と呼ばれるもので、水になじむ親水性の部分と炭素のつながりよりなる疎水性の部分があります。疎水性の部分は水を弾くので、疎水性の部分が内側に向かい合い、親水性の部分が外側に向くと安定します。これが脂質二重層です。

t111-06-細胞膜は脂質二重層ででいています.png

細胞膜は脂質二重層でその土台が作られ、その中にタンパク質粒子が含まれ、浮遊するように移動する流動モザイクモデルである。○×

(解答) ○
細胞膜を構成する脂質二重層は流動性が多く、よく海にたとえられます。その脂質二重層の海の表面にタンパク質粒子がぷかぷかと浮かんでいる様子を流動モザイクモデルといいます。
脂質二重層に浮かぶタンパク質粒子は、受容体やチャネルなどとして働きます。またタンパク質粒子から伸びる糖鎖は細胞同士の認識に働きます。この認識機能により同種類の細胞は集団をつくることができます。

t111-07-流動モザイクモデル.png

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【細胞膜を介する物質輸送】

水や呼吸ガス、脂溶性物質は細胞膜の脂質二重層を自由に通過できる。これにより濃度の高い方から低い方へ自然に物質が移動することを(  )という

単純拡散
促通拡散
膜動輸送

(解答) 単純拡散
拡散とは濃度が高いほうから低い方へ物質が自然に移動する形式で、ATPのエネルギーは使いません。

t111-08-細胞膜を介する物質輸送.png

アミノ酸やグルコースは細胞膜に埋め込まれた担体タンパク質により運ばれる。これにより濃度の高い方から低い方へ自然に物質が移動することを(  )という。

単純拡散
促通拡散
膜動輸送

(解答) 促通拡散
アミノ酸やグルコースは水溶性でそのままでは脂質二重層を通過できないので、担体タンパクという通り道をつかって細胞内に運ばれます。

イオンポンプはATPを分解して得られるエネルギーを使う(  )である

単純拡散
促通拡散
膜動輸送

(解答) 能動輸送
ポンプを動かすには動力が必要です。この動力はATP (アデノシン三リン酸)を分解して得られるエネルギーを利用しています。これを能動輸送といいます。細胞が消費するATPの40%は能動輸送に消費されるといいます。

t111-10-イオンポンプはATPを使う能動輸送.png

イオンチャネルは能動輸送である ○×

(解答) ×
イオンチャネルは「チャネル=通り道」という意味で、エネルギーは必要としない受動輸送です。

t111-11-イオンチャネルは通り道。エネルギーは使わないがゲートがある.png

イオンチャネルには電位依存チャネルやリガンド作動チャネルがある。○×

(解答) ○
電位依存チャネルは、細胞膜内外の電位の変化を感知して開きます。活動電位の発生などがこの形式です。
リガンド作動チャネルは細胞膜にある受容体に神経伝達物質のようなリガンドと呼ばれる物質が結合して開きます。

t111-12-電位依存チャネル・リガンド作動チャネル.png

マクロファージなどがタンパク質を含むような大きな異物を細胞内に取り込むときは、全体を細胞膜に包み込んで取り入れる。これを(  )という

食作用
特異動的作用

(解答) 食作用
細胞が細菌や外来性の異物、寿命のきた血球や壊死性の組織成分など、形のある大きな物質を細胞内に取り込む作用を食作用といいます。この食作用の旺盛な細胞が好中球やマクロファージなどに代表される食細胞で、偽足で包みこむように細胞内に取り込みを行います。取り込まれた物質はリソソーム酵素によって消化されます。

t111-13-細胞内取り込み-エンドサイトーシス.png

食作用の逆で、細胞の中に蓄えられている脂質二重層で包まれた小胞が、細胞膜と癒合して、内容物が細胞外に放出されることを開口放出という。○×

(解答) ○
開口放出の例としてはシナプスにおける軸索末端からの神経伝達物質の放出や、ペプチドホルモンなどの分泌がこの形式です。

t111-14-開口放出-エクソサイトーシス.png

開口放出と食作用を合わせて膜動輸送(サイトーシス)という。○×

(解答) ○
・食作用(ファゴサイトーシス)と飲作用(ピノサイトーシス) – エンドサイトーシス
・開口放出 – エクソサイトーシス
これらを合わせてサイトーシス (膜動輸送) といいます。

t111-15-膜動輸送-エンドサイトーシス・エクソサイトーシス.png

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【細胞小器官】

生命の最小単位である細胞の中にも特定の機能を分担する器官があり、これを細胞小器官という。○×

(解答) ○
細胞小器官オルガネラとも呼ばれ、細胞内で一定の機能をもつように機能的・構造的に分化したものです。これには核、ミトコンドリア、リボソーム、小胞体、ゴルジ装置、リソソーム、中心小体などがあります。

t111-16-細胞中で特定の機能を分担する器官を細胞小器官という.png

(  )は細胞膜でできた小さな袋が互いに連結してできたもので、リボソームが付着するものと、付着しないものの2種類がある。○×

ゴルジ装置
中心小体
小胞体

(解答) 小胞体
小胞体は膜に包まれた嚢状の構造物で、互いに連絡し、核膜やゴルジ装置とも繋がっています。リボソームが付着した小胞体を粗面小胞体、リボソームが付かないものを滑面小胞体といいます。

t111-17-小胞体は粗面小胞体と滑面小胞体の2種がある.png

粗面小胞体の働きは(  )である

グリコーゲンの合成
ステロイドホルモンの合成
タンパク質の合成

(解答) タンパク質の合成
粗面小胞体は表面にリボソームがついた小胞体です。リボソームの働きは「タンパク質の合成」なので、リボソーム付きの粗面小胞体の働きもタンパク質の合成です。主に細胞外に分泌するタンパク質を合成しています。

t111-18-粗面小胞体はタンパク質を合成する.png

滑面小胞体は部位により働きがことなる。筋細胞ではカルシウムイオンの貯蔵や放出、肝細胞ではグリコーゲンの合成、副腎皮質や卵巣・精巣ではステロイドホルモンの合成を行う。○×

(解答) ○
表面にリボソームがつかない小胞体は滑面小胞体と言われます。これは場所により働きがことなるので、覚えてしまうしかないです。

t111-19-滑面小胞体.png

リボソームは(  )の合成を行う

アミノ酸
タンパク質
グルコース

(解答) タンパク質
リボソームタンパク質の合成を行います。 大小2つのサブユニットからなる「雪だるま」のような形想像するとわかりやすいです。50S サブユニット (雪だるまの胴体) と、30S サブユニット (雪だるまの頭) の間にメッセンジャーRNAが挟まり、この情報に基づいてアミノ酸を繋げていきタンパク質を合成します。

t111-20-リボソームはタンパク質を合成する(翻訳).png

細胞内に単独で存在しているリボソームは(   )と呼ばれる

遊離リボソーム
付着リボソーム

(解答) 遊離リボソーム
遊離リボソームは主にその細胞内で利用されるタンパク質を合成します。

t111-21-遊離リボソームと付着リボソーム.png

粗面小胞体に付着しているリボソームは(   )と呼ばれる

遊離リボソーム
付着リボソーム

(解答) 付着リボソーム
粗面小胞体の膜状に存在しているリボソームは付着リボソームと呼ばれます。主に細胞外に分泌されるタンパク質を合成します。

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ゴルジ装置は粗面小胞体でつくられたタンパク質に糖質を付加するなど加工を行う。この働きを(   )という。

転写
翻訳
翻訳後修飾

(解答) 翻訳後修飾
粗面小胞体の働きは「細胞外に分泌するタンパク質」の合成です。いわば出荷用。出荷に先立って糖質をくっつけたりとかして加工するのがゴルジ装置の働き。mRNAの情報に沿ってリボソームがタンパク質を合成することを「翻訳」といいます。ゴルジ装置は「翻訳」の後に糖を付加するなどの飾り付けを行うので「翻訳後修飾」。ゴルジ装置で加工されたタンパク質は膜に包まれ、分泌顆粒として細胞外へ分泌されます。またリソソームとして細胞内に留まるものもあります。

t111-23-ゴルジ装置(翻訳後修飾).png

中心小体は2つ1組となり中心体として働く。(  )の最に複製をつくって細胞の両極に移動し、染色体を引き寄せる中心となる。

DNA合成
細胞分裂
遺伝子発現

(解答) 細胞分裂
中心小体は2つ1組で働き、細胞分裂のときには複製をつくって細胞の両極に移動し、染色体を引き寄せる中心となります。

t111-24-中心小体.png

ミトコンドリアは細胞活動に必要な(  )を産生する

活動電位
エネルギー
神経伝達物質

(解答) エネルギー
グルコースは細胞質内で分解されピルビン酸となります。この酸素を必要としない過程を解糖といいます。
ピルビン酸はミトコンドリアの中に取り込まれ、酸素と反応しクエン酸回路(TCA回路) → 電子伝達系と反応が進みATPが産生されます。ミトコンドリアはクエン酸回路と電子伝達系に関する酵素を内部にもち、酸素を用いてピルビン酸よりATPを産生するのが働きです。この細胞内で糖を原料として酸素を用いてATPを産生する過程を内呼吸といいます。私達が息(外呼吸)をしているのは、ミトコンドリアが酸素を使うためなのです。

ミトコンドリアの内膜の一部が内部に深く折れこんでいる部分を(  )という

クリニカ
クリスタ
シュミテクト

(解答) クリスタ
ミトコンドリアは0.1~1μmの球形ないし糸状(立体的にはソーセージ状)の小体で、肝細胞1個に約2,000個含まれるといわれていますが、細胞によりその数は異なります。
ミトコンドリアは内膜と外膜の二重の細胞膜の袋からできています。内膜は内部に深く折れ込みクリスタと呼ばれます。クリスタは内部に複雑に入り組む迷路をつくります。クリスタの内部には種々の酵素が含まれ、これにより栄養素を燃焼してエネルギーを得ています。

リソソームは(   )を内部に含み、細胞内消化を行う。

加水分解酵素
熱ショックタンパク
膜侵襲複合体

(解答) 加水分解酵素
リソソームライソソーム)は膜に包まれた小体でゴルジ装置でつくられます。内部にはいろいろな物質を分解する加水分解酵素を含んでいる。不要になった細胞の構成成分や、食作用で取り込んだ、食胞などと癒合して、酵素を注入し内容物を分解します。この働きを細胞内消化といいます。

t111-27-ライソソームは加水分解酵素をもち、細胞内消化にかかわる.png

微小管、中間径フィラメント、アクチンフィラメントという3種類の線維性のタンパク質は細胞の形をつくり骨組みの役割をはたしている。これを(   )という

細胞骨格
細胞壁

(解答) 細胞骨格
細胞骨格のうち、微小管は直径が25nmの中空の管で、骨組みとともに物質や細胞小器官の輸送路ともなります。中間径フィラメントは10nm、アクチンフィラメントは6nmの直径を有し、細胞の運動にも関与します。

t111-28-細胞骨格.png

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【細胞核】

細胞核は通常は細胞の中心に1個あるのが一般的であるが、(   )は無核の細胞である。

赤血球や血小板
白血球

(解答) 赤血球や血小板
赤血球は赤芽球より脱核してできます。血小板は巨核球の細胞質突起が細かくちぎれてできます。どちらも無核の細胞です。

t111-29-赤血球や血小板は無核.png

細胞核は通常は細胞の中心に1個あるのが一般的であるが、(   )は多核の細胞である。

骨格筋細胞
平滑筋細胞
心筋細胞

(解答) 骨格筋細胞
骨格筋細胞は1個の細胞に多数の核を持つ多核細胞です。心筋や平滑筋は単核であることも覚えておいてください。

t111-30-骨格筋細胞は多核細胞.png

細胞核は内外2枚よりなる核膜に包まれ、所々に核膜孔が開いている。○×

(解答) ○
核膜には核膜孔が聞いていて、核の内部と外側の細胞質の聞の交流を可能にしています。

t111-31-核膜・核膜孔.png

核の内部には(   )とタンパク質が結合した染色質が存在している。

DNA (デオキシリボ核酸)
RNA (リボ核酸)

(解答) DNA (デオキシリボ核酸)
染色質DNAとタンパク質が結合したものです。細胞分裂の際には凝集しコンパクトになり染色体となります。
(通常の状態は染色質。細胞分裂の時にはコンパクトにならないと分割できないのでギュギュッと小さくコンパクトになる。この状態になると顕微鏡でよく見える。これが染色体)
DNAは遺伝情報が収められている分子で、遺伝によって伝えられるあらゆる性質を決定します。

t111-32-DNA・染色質・染色体.png

核の中にみられる核小体には(  )が集まっている。

DNA (デオキシリボ核酸)
RNA (リボ核酸)

(解答) RNA (リボ核酸)
核小体にはRNA (リボ核酸)が集まっている。RNAは、DNAの遺伝情報を写し取って核から細胞質に運び出すなどの働きをします(メッセンジャーRNA)。

t111-33-核小体-nucleous.png

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コメント

    • 佐藤
    • 2017.10.20

    お世話になっております。
    問題の解説文で『自』と書いてあるのは『白』でしょうか。

    正解です !
    染色質はDNA (デオキシリボ核酸)がタンパク質と結合してできたものであり、細胞分裂の際には、DNAとタンパク質が凝集して自に見える染色体となります。

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