問題44, 45
発展例題3
体細胞分裂
解答
ある動物の歴組織から細胞を取り出してペトリ皿で培養した。実験中,細胞周期の
長さはどの細胞でも同じで変わらず, 細胞は増殖を続けた。細胞周期のどの時期にあ
るかは細胞ごとにまちまちである。
実験1:同じ数の細胞を入れたペトリ皿を複数用意して同時に培養をはじめた。一
時間経過した後(実験開始時とする),およびその72時間後にペトリ皿を1枚ずつ取
り出し,細胞集団をばらばらにして全細胞数を計測した。その結果を表1に示す。
また,実験中のある時期の細胞をペトリ皿に付着させたまま固定液で処理して核染
色を施し,光学題微鏡を使って500個の細胞を観察したところ,そのうち21個が分裂
期の細胞であった。
(1) 間
状に
(2) 細
(3)分
解説
(1) 間
分裂
に中
定
将小ラ表1
実験開始からの時間(時間)
細胞数(×10個)
e
関二
大学るま合
ま合ん
0
72
1.3
10.4
10
分裂期(M期)の細胞と間期の細胞は光学顕微鏡下でどのように区別されるか, 説
明せよ。
(2)、この細胞の細胞周期1サイクルの長さは何時間か。整数で記せ。また,細胞周期
のなかで分裂期の長さは何時間と考えられるか。整数で記せ。
実験2:実験1と同じ細胞について, 個々の細胞の DNA 量を調べ,細胞当たりの
DNA 量と細胞数の関係をグラフに表したところ, 図1の実線のようになった。ま
た,図1で,実線とグラフの横軸に囲まれる領域を,横軸に沿ってA, B, Cの3
つの部分に区切ったところ,その面積比はおよそ9:5:4であった。 楽界 S
8) 図1において, 分裂期, G 期, S
期,G 期にある細胞は, A, B,C(0 多
のどの範囲に主に含まれるか。分裂
期,G期,S期, Gz 期に対する答え
をそれぞれ記せ。計00S
(4)この細胞の細胞周期の各時期の長
さについて,実験1と実験2の結果
から推測して次の(ア)~(オ)のうちから
適切なものを選び,その記号を記せ。
(ア) S期は G期より長い。
(イ) G期は G 期より長い。
(ウ M期は Ge 期より長い。
(エ) G 期は G期より長い。
(木) M期はG期より長い。
に
(8
要
観
す
間
A
B
C
細胞当たりのDNA量(相対値)
図1
(京都大改題)
離ャ
れe
(2) 細胞周期1サイクル: 24時間
(3)分裂期- C G 期-A S期-B G 期-C(4)イ
分裂期の長さ:1時間
文の太限 .
る
解説
(1) 間期の染色体は, 核内に分散しており光学顕微鏡ではひも状に観察されることはない。
分裂期になると, 核内に分散していた染色体は,しだいに凝縮してひも状となる。さら
に中期には棒状となるため, 光学顕微鏡で判断することができる。「光学顕微鏡下」と指
定されているため,核膜の消失や紡錘糸の形成などには触れない方が良い。ワ3こ
(2)細胞分裂が起こると,1個の細胞から2個の細胞が形成され,細胞数は2倍になる。
したがって,細胞数が2倍になるのにかかる時間が,細胞周期の長さということになる。
まず,表1から, 細胞数が72時間で何倍になっているかを求める。細胞数は,
10.4×10-1.3×10=8 となり, 8倍になっている|1つの細胞が1回分裂すると2個
に,2回分裂するとその倍の4個に, 3回分裂するとさらに倍になり8個となる
(8=2×2×2=2°)。したがって, 72時間で3回分裂したと考えられ,1回分裂するのに
要した時間は, 72時間: 3 =24時間となる。
細胞周期のある時期が長ければ, その時期の細胞を観察できる可能性は大きくなり,
観察できる細胞の割合は, その時期に要する時間に比例する。 したがって, 分裂期に要
する時間の割合は,(分裂期の細胞数) - (観察した全細胞数)で表され, 細胞周期が24時
雄聞報 るした。
; 21 ..
限M R
間であることから, 24時間×
=1時間となる。
500
い、
(3)体細胞分裂時の DNA 量の変化を表す六出論2
と右図のようになる。したがって, 胞い。
DNA 量が1のAの時期は G 期, DNA
量が1~2のBの時期はS期, DNA 量 だ
が2のCの時期は, Gz 期と分裂期(M期)
となる。
(4) (2)でも示したように, 細胞の数が,か (相対値)
かった時間に比例する。また,図1のA, B, Cの領域のそれぞれの面積比は細胞数と
比例する。したがって, Aの時期(G. 期): Bの時期(S期): Cの時期(G2 期+M期) =
9:5:4となるはずである。(2)より,細胞周期の長さは24時間なので, Aの時期(G期)
日/
1
の
DNA
量
GI
S
G2
M
G」
=24時間×
9
=12時間となる。同様に, Bの時期(S期) =D24時間×
5
=6.7時
18
9+5+4
間となり,Cの時期(G2 期+M期) =24時間×
18
4
-=5.3時間となる。(2)より, 分裂期の長
さは1時間なので, G2 期の長さは, 5.3時間-1時間=4.3時間となる。したがって, (イ)
が正解となる。
第2章
遺伝子とその働き
とっても分かりやすいです！ありがとうございます！