細胞分裂と生物の成長
多細胞生物が成長するのは、細胞の数が増えるからです。1つの細胞が2つに分かれる細胞分裂のしくみを学びましょう。
基本知識
細胞分裂: 1個の細胞(母細胞)が2個の細胞(娘細胞)に分かれる現象。
植物の根の先端付近では細胞分裂が盛んで、成長点と呼ばれます。
体細胞分裂の流れ:
① 細胞が分裂する準備をする(間期): 核内のDNAが複製される。
② 前期: 核の中に染色体が現れる。核膜が消える。
③ 中期: 染色体が細胞の中央(赤道面)に並ぶ。
④ 後期: 染色体が縦に裂け、両端に引っ張られる。
⑤ 終期: 両端で核が再形成される。細胞質がしぼられて2個に分かれる(動物)/中央に仕切り壁ができる(植物)。
結果として、もとの細胞と同じ染色体数の細胞が2個できます。生物の成長=細胞分裂による数の増加+それぞれの細胞の大きさの増加です。
細胞分裂（1つの細胞が2つに分かれること）
体細胞分裂（成長や修復のための分裂。染色体数は変わらない）
染色体（細胞分裂時に核内に現れるひも状の構造。遺伝情報を含む）
DNA（デオキシリボ核酸。遺伝情報の本体。染色体の主成分）
複製（DNAがコピーされて2倍になること。間期に起こる）
成長点（細胞分裂が盛んな場所。植物では根や茎の先端）
深掘り (背景・意義)
染色体の数は生物の種類で決まっています。
・ヒト: 46本(23対)
・タマネギ: 16本、エンドウ: 14本、ウマ: 64本
体細胞分裂では、染色体数は変化しません。間期にDNAが複製されて2倍になり、それを2つの娘細胞に均等に分配することで、もとの細胞と同じ染色体数を維持します。
植物の根を観察するときに使う染色液は酢酸オルセインや酢酸カーミンで、染色体が赤紫色に染まります。タマネギの根の先端を観察すると、分裂中の各段階の細胞を一度に見ることができます。
体細胞分裂は傷の修復や古い細胞の入れ替わりにも使われ、ヒトの皮膚や腸の細胞は数日〜数週間で入れ替わっています。
- 細胞分裂=1個→2個に分かれる
- 体細胞分裂=染色体数は変わらない
- 順序: 間期(DNA複製)→前期→中期→後期→終期
- 中期=染色体が中央(赤道面)に並ぶ
- 後期=染色体が縦裂し両端へ
- 植物の成長点=根や茎の先端
- 染色液=酢酸オルセイン・酢酸カーミン
- ヒトの染色体は46本(23対)
注意点 (混同しやすい)
① 染色体(分裂時のひも状)と染色液(観察用の薬品)を混同しない。② 体細胞分裂では染色体数は変わらない(母細胞と娘細胞が同じ)。③ 成長は「細胞数の増加」+「細胞自体の大きさの増加」の両方。細胞数だけではない。④ 動物の細胞質分裂はくびれる、植物の細胞質分裂は仕切り壁ができる。
練習
- 植物の根で細胞分裂が最も盛んな部分はどこか。
- 体細胞分裂で、分裂前と分裂後の染色体数はどう変化するか。
- 体細胞分裂の中期で染色体はどこに並ぶか。