生物
高校生
問2のアクチンフィラメントの運動の仕方が具体的にイメージできないため、教えていただきたいです。
発展問題
|思考 判断
27. 細胞骨格 ■真核細胞の細胞質基質にあって,細胞に一定の形態を与えている繊維状
の構造物を「細胞骨格」という。細胞骨格は,微小管, アクチンフィラメント, 中間径7
イラメントの3つに分けられる。細胞骨格は細胞の構造を支えるだけでなく,さまざまな
細胞機能に関わっている。微小管およびアクチンフィラメントは,細胞分裂のときにそれ
ぞれ重要な役割を果たしており,① チューブリンやアクチンの重合を阻害すると,正常な
細胞分裂が起こらない。② アクチンフィラメントは,細胞の外形が変化するアメーバ運動
細胞内の物質や細胞小器官は,微小管の上を移動するモ
タータンパク質によって運ばれる。
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にも深く関与している。また,
細胞骨格について調べるため,ヒト由来の培養細胞Xを用いて以下の実験を行った。
〔実験1〕細胞X(染色体数は2n) の細胞周期は24時間である。 下線部①について調べる
ため,以下のような培養液の入った3つの培養ⅢA~Cの中で細胞Xを48時間培養した。
培養ⅢA:チューブリンの重合を阻害する薬剤を加えた培養液
培養ⅢB:アクチンの重合を阻害する薬剤を加えた培養液
培養皿C: 培養液のみ
HAY
〔実験2〕細胞Xは化学物質Yに向かって移動する。
下線部 ② について調べるため, 細胞Xのアクチン
フィラメントを蛍光物質で標識した(図1)。 この
標識された細胞Xを培養液の入った培養皿に入れ,
端においた細いガラスのピペットの先端から静かに化学物質Yを出して細胞のようすを
顕微鏡で観察した。
FREE
図1 アクチンフィラメントを
蛍光標識した細胞X
問1.実験1の結果について, 培養ⅢCと比較して, 培養ⅢAおよびBの中に正常でない
細胞が観察された。 それぞれどのような細胞か述べよ。 また, そのような細胞ができた
理由について説明せよ。
abb
問2.実験2を始めてしばらくすると, 細胞Xの形が変わり,化学物質Yの方へ移動し始
めた。 移動中の細胞とアクチンフィラ
メントのようすを表す最も適切なスケ
ッチを右のa~c から選べ。 また, そ
の理由について説明せよ。
問3.下線部③に関連して, メダカのうろこに存在する色素胞と呼ばれる細胞では,色素
顆粒がモータータンパク質によって輸送されており、色素顆粒の分布状態によって体色
が明るくなったり暗くなったりする。 色素胞内における色素顆粒の輸送とそれに伴う体
色変化について, 「キネシン｣, 「ダイニン｣, 「中心体」という語句を用いて説明せよ。
(16. 滋賀医科大改題)
蛍光標識された
アクチンフィラメント
ヒント
3. 色素胞内で色素顆粒が全体に広がると体色が暗くなり、中央部に集まると明るくなる。
28
種膜質かをなし照た化が問問
(
問
問
解答
松山
問1. A・・・複製された染色体が分配されず, 染色体数が倍加した細胞。
(理由)チューブリンの重合を阻害すると, 微小管からなる紡錘糸が形成さ
れない。そのため, 染色体は両極に移動しないまま細胞分裂が停止し
て,染色体数が倍加した細胞となる。
B・･･細胞質分裂が起こらず、 核を2つもつ細胞。
(理由) アクチンフィラメントは細胞質分裂に関与している。 アクチンの重
合を阻害すると, アクチンフィラメントが形成されず, 細胞質分裂が
起こらない。そのため、細胞質分裂が起こる直前で細胞分裂は停止し
て,核を2つもつ細胞となる。
問2. (c)
(理由) 細胞Xは細胞の変形によって移動したと考えられる。 アクチンフィ
ラメントは進行方向に対して後方で解体され、前方で新たに形成され
ある。新たに形成されたアクチンフィラメントは細胞膜を押し出すため
これを繰り返すと細胞は前進する。 よって, アクチンフィラメントは
進行方向に偏って多く存在する。
3.中心体を起点として伸びた微小管にキネシン, ダイニンのモータータンパク
質が結合している。 キネシンが色素顆粒を細胞 (色素胞)の周辺部に運搬することに
より、 体色は暗くなり, ダイニンが中心部に運搬することにより、 体色は明るくなる。
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