【一問一答】1.1.2 人体の構成 – 細胞 (2) 細胞分裂と遺伝子

【一問一答】1. 人体の構成

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【一問一答】1.1.2 人体の構成 – 細胞 (2) 細胞分裂と遺伝子

【細胞分裂】

細胞は分裂することによって増えていくが、(   )や腎糸球体の足細胞のように、一部にはもはや増殖することがない細胞もある。

肝細胞
平滑筋細胞
神経細胞

(解答) 神経細胞
人体の細胞はすべて1つの受精卵が繰り返し分裂して生まれたものです。しかし生体ではすべての細胞が増殖を続けているわけではありません。神経細胞や、心筋細胞腎糸球体の足細胞増殖することができない細胞として知られています。また肝細胞や平滑筋細胞は、平常は増殖しませんが、必要が生じたときに増殖します。また小腸の上皮細胞や皮膚の表皮細胞は、少しずつ失われる細胞を補うために、絶えず増殖を続けています。細胞の増殖は組織の秩序を壊さないように調節されていますが、その仕組みが壊れて無制限に増殖するようになったのが、がん細胞です。

t112-01-分裂・増殖できない細胞.png

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【分裂周期】

細胞周期において、細胞分裂の時期を(  )という。

G1期
S期
G2期
M期

(解答) M期
分裂を繰り返している細胞は、細胞分裂の時期(M期)と分裂していない間期を繰り返す。この繰り返しを細胞周期といいます。

t112-02-細胞周期.png
細胞周期において、DNAの複製が行われている時期を(  )という。

G1期
S期
G2期
M期

(解答) S期
間期はさらに代謝活性が高く細胞が成長する時期(G1期)、DNAの複製が行われている時期(S期)、そして細胞小器官や細胞質成分を作成する時期(G2期)とに分けられます。

細胞分裂の時期(M期)は、さらに前期・中期・後期・終期に分けられる。
そのうち、中心小体が二分して両極に移動をはじめる時期は(  )期である。

前期
中期
後期
終期

(解答) 前期
細胞分裂期の前期では、染色質が凝集し染色体となり、中心小体二分して両極に移動をはじめます。

t112-04-M期は前期・中期・後期・終期に分けられる.png
細胞分裂の時期(M期)で、核膜が消失し、染色体が細胞の赤道面に配列する時期は(  )期である。

前期
中期
後期
終期

(解答) 中期
細胞分裂期(前期・中期・後期・終期)は、この中期のイメージが一番重要です。「中」なので、どまんかに染色体が一列に並びます。染色体が一列に並ぶためには核膜があっては並べないので、中期に核膜が消失します。この中期をしっかり覚えれば、それより前か後かは容易に想像がつくはずです。

細胞分裂の時期(M期)で、各染色体が2個に分裂し両極に移動している時期は(  )期である。

前期
中期
後期
終期

(解答) 後期
細胞分裂の後期では、中心小体から伸びた紡錘糸に引き寄せられるように各染色体が二分し両極に移動します。

細胞分裂の時期(M期)で、両極に分かれた染色体が再び染色質となり核膜につつまれ、細胞体がくびれて2個の娘染色体となる時期は(  )期である。

前期
中期
後期
終期

(解答) 終期
終期では、両極に分かれた染色体が再び染色質となり核膜につつまれ、細胞体がくびれて2個の娘細胞となります。
このようにして細胞分裂が完了します。中期をしっかり覚えておいてください!

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【染色体】

ヒトの染色体の数は常染色体(  対)、性染色体(  対)で合計(  本)である。

常染色体22対 性染色体2対 合計48本
常染色体11対 性染色体1対 合計24本
常染色体22対 性染色体1対 合計46本

(解答) 常染色体22対 性染色体1対 合計46本
ヒトの染色体は46本です。46本の染色体を大きさの順に並べると、形の同じ2本ずつが対をなしていることが分かります。これはそれぞれ両親(精子と卵子)から受けたものです。この内の22対は男女とも同じで常染色体と呼ばれます。残りの1対は男女で異なる性染色体です。

t112-08-ヒトの染色体の数は常染色体22対、性染色体1対で合計46本.png
男性の性染色体は(  )である。

XX
XY

(解答) XY
性染色体は男性はX染色体とY染色体の異なる組み合わせからなり、女性は2本とも同じX染色体からなります。(男性:XY女性:XX

精子や卵子は(   )によりできるため、染色体が半分の23本である。

減数分裂
体細胞分裂

(解答) 減数分裂
精子卵子は配偶子と呼ばれ、減数分裂により染色体が半分の23本となっています。この精子と卵子が受精して元通りの46本の染色体数となります。

t112-10-精子や卵子は減数分裂を行うため、染色体が半分の23本.png

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【減数分裂】

減数分裂は続けて2回の分裂が起こる。○×

(解答) ○
生殖細胞が分裂を行う際も、始めにDNAの複製が行われ2倍量となります。しかし減数分裂では、第一次第二次と分裂が続けて起こり最終的にはDNA量も染色体の数も体細胞の半分の23本となります。

t112-11-減数分裂は続けて2回の分裂が起こる.png

図の出典 人体の正常構造と機能

【染色体異常】

ダウン症で異常となっている染色体はどの形式か

18番染色体が3本ある(18トリソミー)
21番染色体が3本ある(21トリソミー)
X染色体が1本しかない (XO)
XY染色体の他にもう1本X染色体がある (XXY)

(解答) 21番染色体が3本ある(21トリソミー)
ダウン症は、21番目の染色体が1対(2本)ではなく3本あり、トリソミー(trisomy)と呼ばれる異常によって起こります。その頻度は1,000人に1人とされます。

X染色体が1本しかなく、伸長があまり伸びず卵巣の発育も悪い染色体異常を(  )という

ターナー症候群
クラインフェルター症候群

(解答) ターナー症候群
ターナー症候群X染色体が1本しかないモノソミーで、出生女児数1,000人に1人くらいとされます。低伸長が全症例にみられ、卵巣の発育不全により第二次性徴が欠如します。

t112-13-ターナー症候群.png
XYの性染色体の他に、もう1本X染色体がある男性の性染色体異常を(  )という。

ターナー症候群
クラインフェルター症候群

(解答) クラインフェルター症候群
男性の性染色体異常であるクラインフェルター症候群ではXYの2本の性染色体のほかに、もう1本X染色体が存在しています。染色体形式としてはXXYとなり、知能障害と精巣の発育不全が起こります。

t112-14-クラインフェルター症候群.png

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【タンパク質】

タンパク質は人体を構成する重要な物質である。タンパク質は20種類の(   )がペプチド結合によりつながったポリペプチドからできている。

塩基

アミノ酸

(解答) アミノ酸
タンパク質は人体を構成する重要な物質で、20種類のアミノ酸がペプチド結合によりつながったポリペプチドからできています。これら20種類のアミノ酸がいろいろな配列をするため、多種多様なタンパク質が形成されます。

この20種類のアミノ酸のうち、8種類は生体内で合成されず食物から摂取する必要があるため「必須アミノ酸」と呼ばれます。
(バリン,ロイシン,イソロイシン,スレオニン,メチオニン,フェニルアラニン,トリプトファン,リジン)

t112-15-アミノ酸・ペプチド・タンパク質.png
生命活動に重要な代謝を支えている物質は酵素はタンパク質でできている○×

(解答) ○
生体内における化学反応を触媒するタンパク質を酵素といいます。物質代謝など生体内でおこる多種多様の反応は、個々の反応がそれぞれの酵素により触媒されます。
(化学反応において、反応速度を促進させる物質を触媒といいます)

t112-16-酵素はタンパク質(マルターゼ).png
タンパク質の構造を決めるアミノ酸の配列は遺伝子に記録されている。○×

(解答) ○
ほとんどのタンパク質は、50~2,000個(多くは100~400個)のペプチドの集まりよりなります。これらのアミノ酸の配列を決めているのは細胞の核にある遺伝子です。つまり遺伝子は遺伝情報、すなわちアミノ酸の配列に関する情報を持っています。遺伝子の本体はDNAですが、鎖の形をしたDNA分子は46本の染色体の中に密に折りたたまれて収納されており、それを引き伸ばすと、長さは1.7mにもなります。

t112-17-タンパク質の構造を決めるアミノ酸の配列は遺伝子に記録されている.pngスポンサードリンク


【遺伝子】

一人の人間をつくる遺伝子の集まりを(  )という。

ゲノム
グノシー
ゴーレム

(解答) ゲノム
ヒトのDNAは約3万個の遺伝子を含むといわれ、1つの遺伝子はアミノ酸が一定の順序につながった1つのタンパク質を決定しています。一人の人間をつくる遺伝子の集まりゲノムといいます。

t112-18-遺伝子(ジーン-gene)・ゲノム.png
DNAに組み込まれた遺伝子が持っている遺伝子情報に基づきタンパク質が構成される過程を(   )という。

転写
遺伝子発現

(解答) 遺伝子発現
DNAは生まれてから死ぬまでに必要な全てのタンパク質の設計図が貯えられた図書館であると想定します。生命活動をするにあたり、あるタンパク質が必要となります。DNAには全てのタンパク質の設計図が格納されていますが、その時に必要な設計図は一つだけです。これからつくりたいタンパク質の設計図をコピーして外に持ち出すのがmRNAで、この働きを「転写」といいます。

タンパク質の設計図を書き写したmRNAが核膜孔より核の外にでてきます。mRNA上に記された塩基の3文字でひとつのアミノ酸が決まります。遺伝情報は4種類の塩基によって書かれている暗号のようなもので、3文字がひとつのアミノ酸を決定します。

そして、アミノ酸がつながることによりタンパク質となります。タンパク質をつくるのはリボソームの働きです。リボソームはmRNA上に暗号のように記されたアミノ酸配列の情報を読み取り、アミノ酸を繋げてタンパク質を合成します。これを「翻訳」といいます。

「転写」により核内よりタンパク質の設計図が書き写され、核の外にでて、「翻訳」されることによりタンパク質ができあがります。タンパク質身体の構成要素となったり、酵素として働いて生命活動を支えます。この「転写 – 翻訳 – タンパク質の機能発現」の一連を合わせて「遺伝子発現」といいます。

【核酸】

核酸は(   )という分子が鎖のようにつながってできている。

ヌクレオチド
ペプチド

(解答) ヌクレオチド
核酸ヌクレオチドと呼ばれる分子が鎖のようにつながってできています。ヌクレオチドは塩基・糖・リン酸の3つの成分が結合したものです。DNA、RNAはともに核酸ですが、両者の間では糖と塩基の種類が異なります。

t112-20-ヌクレオチド.png
DNAを構成する糖は(   )である。

デオキシリボース
リボース
グルコース

(解答) デオキシリボース
DNAの糖はデオキシリボースです。だからデオキシリボ核酸。

t112-21-デオキシリボース・リボース.png
RNAを構成する糖は(   )である。

デオキシリボース
リボース
グルコース

(解答) リボース
RNAではリボースが使われています。だからリボ核酸

このようにDNAとRNAではヌクレオチドを構成する糖が違います。

また、4種類の塩基は3つが共通で1つが異なります。それが次の問題ででてきます。DNAとRNAの糖と塩基の違いをしっかり理解してください。

アデニン(A)、グアニン(G)、シトシン(C)、チミン(T)は (  )で使われている4種類の塩基である。

DNA
RNA

(解答) DNA
アデニン(A)、グアニン(G)、シトシン(C)、チミン(T)はDNAで使われている塩基です。

t112-23-DNAの塩基(アデニン・グアニン・シトシン・チミン).png
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RNAでは、チミン(T) の代わりに(   )が使われる。

ウラシマ
ウラシル

(解答) ウラシル
RNAではチミン(T)の代わりにウラシル(U)が使わます。

t112-24-チミン・ウラシル・5-FU.png
塩基配列はATCGの4つの文字の組み合わせで、ヒトのDNAの境基配列は30億文字にも及びます。この塩基配列は(  文字)で1つのアミノ酸を指定します。これを遺伝暗号といいます。

2文字
3文字
4文字

(解答) 3文字
塩基配列は3文字1つのアミノ酸を指定します(遺伝暗号)。たとえばDNAでは、ATGと並べばメチオニンを、TTCと並べばフェニールアラニンを指定し、ATGTTCと並べばメチオニン-フェニールアラニンとの順にアミノ酸が結合されます。

t112-25-遺伝暗号・コドン.png
DNAは二重ラセン構造をしていますが、4種類の塩基は必ず結合する塩基が決まっています。アデニン(A)には(  )が結合します。

グアニン(G)
シトシン(C)
チミン(T)

(解答) チミン(T)
アデニン(A)には必ずチミン(T)が結合します。

t112-26-相補性.png
グアニン(G)には(  )が結合します。

アデニン(A)
シトシン(C)
チミン(T)

(解答) シトシン(C)
グアニン(G)には必ずシトシン(C)が結合します。

このようにDNAの二重ラセンは、一方の鎖の塩基が決まれば他方の塩基配列も自動的に決まります。2つの鎖の塩基配列の聞に見られるこのような関係を(  )といいます。

相補性
補完性
相関性

(解答) 相補性
このようにアデニン(A)には必ずチミン(T)が、グアニン(G)には必ずシトシン(C)が結合するような関係を相補性といいます。

細胞分裂が始まる前には二重ラセンをつくるDNAの鎖はほぐれて、それぞれのDNAの鎖は新しい2組の二重ラセンをつくります。その際、塩基配列は相補性の原則に従ってつくられるので、全く同じ遺伝子情報を持つ(  )がつくられる。

複製
燻製

(解答) 複製
この相補性の原則があるから、DNAの二重らせんがほどければ、必ず対となる塩基が結合し、まったく同じ配列をもつ複製がつくられます。

t112-27-DNA複製-replication.png
タンパク質の合成はRNAによって行われます。RNAはその役割により3種類が区別されます。(   )はアミノ酸配列に関する遺伝情報をDNAから写し取って(転写)、核から細胞質に移り、タンパク質合成が行われるリボソームに伝令します。

mRNA
tRNA
rRNA

(解答) mRNA
mRNAメッセンジャーRNA伝令RNAとよばれます。
DNAに貯えられた遺伝情報(アミノ酸配列を指定したタンパク質の設計図)を写し取って核外に伝令する役割をします。

t112-30-mRNA-transcription.png
(   )はリボソームの構成成分である。

mRNA
tRNA
rRNA

(解答) rRNA
rRNAリボソームRNA)はリボソームの構成要素です。
リボソームはRNAが約60%、タンパク質が約40%でできています。

(   )は、アミノ酸をリボソームに運搬する働きをします。

mRNA
tRNA
rRNA

(解答) tRNA
tRNAトランスファーRNA運搬RNA)はアミノ酸をリボソームへと運ぶ働きをします。

このようにして核内の遺伝情報がmRNAに転写され、核外に伝令され、リボソーム上で塩基3文字に対応するアミノ酸がtRNAにより運ばれてアミノ酸同士がつなぎ合わされることによりタンパク質が合成されます。このことを遺伝子発現といいます。

t112-32-翻訳.png

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私(黒澤一弘)は解剖学の講師を行ないながら、相模大野にて「つむぐ指圧治療室」を開業しております。解剖学に基づいた丁寧な指圧を特徴としています。

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