生物せいぶつ を 学まなぶ

この 章しょう で 学まなぶ こと

高校こうこう の 生物せいぶつ は、 中学ちゅうがく理科りか で 学まなんだ 「生なま き 物もの の 体からだ の つくり と はたらき」 を 土ど台だい に、 「生命せいめい と は 何なに か」 を 分子ぶんし・細さい胞ぼう レベル で 理り解かい し、 「な ぜ 多た様よう な 生なま き 物もの が い る の か」 を 進化しんか の 視し点てん で とらえ 直ただし す 科か目もく です。

第だい 1 章しょう で は、 高校こうこう生物せいぶつ の 全単元たんげん に 通つう じ る 共きょう通つう の 視し点てん を 学がく び ます。

• すべ て の 生物せいぶつ に 共きょう通つう す る 5 つ の 特とく徴ちょう を 言げん え る
• 細胞説さいぼうせつ が ど の よう に 確かく立りつ さ れ た か を 知ち る
• 光学顕微鏡こうがくけんびきょう と 電子顕微鏡でんしけんびきょう の しくみ と 倍ばい率りつ・分ぶん解かい能のう の 違 い を 理り解かい す る
• 高校こうこう生物せいぶつ の 探究たんきゅう (仮か説せつ - 実験じっけん - 考察こうさつ) の 流ながれ れ を つか む
• 顕けん微び鏡きょう観察かんさつ と 実験じっけん の 安あん全ぜん配はい慮りょ (生い命めい尊重そんちょう・薬品やくひん取とり扱あつかい) を 守まもり る

ポイント: 中学ちゅうがく で は 「植物しょくぶつ・動物どうぶつ の 体からだ の つくり」 を 別々べつ に 学がく ん だ が、 高校こうこう生物せいぶつ で は 「す べて の 生なま き 物もの が 細胞さいぼう か ら で きて お り、 同どう じ 仕組しくみ み で 動どう い て いる」 と い う 統一とういつ的てき な 視点してん を 持じ ち ます。

1. 生物せいぶつ の 共通きょうつう性せい と 多様たよう性せい

地球ちきゅう上じょう に は 現在げんざい 約やく 175 万まん種しゅ が 名前なまえ を つ け ら れ て お り、 未発みはつ見けん を 含 め る と 3 千せん万まん種しゅ 以上いじょう い る と 推すい定てい さ れ ま す。 こ れ ら の 生なま き 物もの は 形かたち も 大だい き さ も 暮くれ ら し 方かた も ま っ た く 違 い ま す が、 すべ て 共きょう通つう の 特とく徴ちょう を 持じ っ て い ま す。

生物せいぶつ の 5 つ の 共通きょうつう特徴とくちょう

特とく徴ちょう	内ない容よう	例れい
① [[細胞	さいぼう]] か ら な る	すべ て の 生物せいぶつ は 1 つ 以上いじょう の [[細胞
② [[代謝	たいしゃ]] を 行あるき う	外そと か ら 物質ぶっしつ と エネルギー を 取と り 入いり れ、 化か学がく反はん応のう で 体からだ を 維い持じ す る
③ 自己じこ[[複製	ふくせい]] を 行あるき う	DNA を 複ふく製せい し、 子こ を 残ざん す
④ [[恒常性	こうじょうせい]] を 保ほ つ	体内たいない を 一いっ定てい の 状じょう態たい に 保ほ つ
⑤ [[進化	しんか]] す る	[[突然変異

大事だいじ: こ の 5 特とく徴ちょう を すべて 持じ つ も の だ け が 生物せいぶつ と み な さ れ ます。 ウイルス は ④ と ① を 持じ た ない (細さい胞ぼう構こう造ぞう が ない) た め、 生物せいぶつ と 非生い物ぶつ の 境きょう界かい に 位置いち す る と さ れ ま す。

共通きょうつう性せい が ある 理由りゆう — 共通きょうつう祖先そせん

すべ て の 生物せいぶつ が 同どう じ 仕組く み を 持じ つ の は、 約やく 38 億おく年ねん前まえ の 共通祖先きょうつうそせん か ら 進化しんか し た か ら で す。 そ の 証しょう拠こ:

• 遺伝いでん情報じょうほう が すべ て の 生物せいぶつ で DNA (ま た は RNA) で 書しょ か れ て い る
• タンパク質たんぱくしつ を 作さく る 遺伝暗号いでんあんごう (コドン) が ほ ぼ 全ぜん生物せいぶつ で 共きょう通つう
• ATP を エネルギー通貨つうか と し て 使し う 仕組く み が 共きょう通つう

多様たよう性せい — なぜ こんなに 種たね が 多おおい か

共きょう通つう祖そ先そ か ら 進しん化か に よ っ て 分化ぶんか し、 多た様よう な 環境かんきょう に 適てき応おう し た 結けっ果か と し て 現在げんざい の 生物多様性せいぶつたようせい が あ り ま す。 主おも な 階かい層そう:

レベル	内ない容よう
**[[遺伝的多様性	いでんてきたようせい]]**
**[[種多様性	たねたようせい]]**
**[[生態系多様性	せいたいけいたようせい]]**

生物せいぶつ の 分類ぶんるい — ドメインと界さかい

生物せいぶつ は 細さい胞ぼう の 構造こうぞう や 遺伝子いでんし の 違 い に よ っ て、 大だい き く 3 ドメイン に 分ぶん け ら れ ま す (ウーズ の 提てい案あん、 1990 年ねん)。

ドメイン	細さい胞ぼう型	代だい表ひょう例
細菌さいきん (Bacteria)	[[原核細胞	げんかくさいぼう]]
[[古細菌	こさいきん]] (Archaea)	[[原核細胞
[[真核生物	まかくせいぶつ]] (Eukarya)	[[真核細胞

2. 細胞さいぼう説せつ — 生物せいぶつ学がく の 出発しゅっぱつ点てん

「す べて の 生物せいぶつ は 細胞さいぼう か ら で き て い る」 と い う 考こう え 方かた を 細胞説さいぼうせつ と い い、 19 世せい紀き に 確かく立りつ さ れ ま し た。 こ れ は 高校こうこう生物せいぶつ の 最大さいだい の 出しゅっ発ぱつ点 で す。

細胞さいぼう説せつ確立かくりつ の 歴史れきし

年ねん	人じん物ぶつ	業ぎょう績せき
1665	フック (英えい)	コルク 切片へん を 観かん察さつ し、 小しょう さ な 部屋へや を 「cell」 と 名な づ け た (実み は [[細胞壁
1674	レーウェンフック (蘭らん)	自じ作さく の 顕けん微び鏡きょう で **生い き た [[微生物
1831	ブラウン (英えい)	植物しょくぶつ細さい胞ぼう の **[[核
1838	シュライデン (独どく)	植物しょくぶつ に つ い て 「細さい胞ぼう が 単たん位い」 と 提てい案あん
1839	シュワン (独どく)	動物どうぶつ に つ い て も 同どう じ と し、 **[[細胞説
1855	フィルヒョー (独どく)	「すべて の 細さい胞ぼう は 細さい胞ぼう か ら 生なま じ る」 (omnis cellula e cellula)

大事だいじ: 細胞説さいぼうせつ の 3 本ほん柱はしら: ① す べて の 生物せいぶつ は 細さい胞ぼう か ら な る ② 細さい胞ぼう は 生物せいぶつ の 構造こうぞう・機き能のう の 単たん位い ③ 細さい胞ぼう は 既き存そん の 細さい胞ぼう の 分裂ぶんれつ か ら 生なま ま れ る

3. 顕微鏡けんびきょう の しくみ と 観察かんさつ

細さい胞ぼう を 見み る 道どう具ぐ が 顕微鏡けんびきょう で す。 高校こうこう生物せいぶつ で は 光学顕微鏡こうがくけんびきょう を 自分じぶん で 操そう作さ し、 電子顕微鏡でんしけんびきょう の 像ぞう を 写真しゃしん で 学がく び ます。

光学こうがく顕微鏡けんびきょう の 基本きほん構造こうぞう

部ぶ品ひん	はたらき
[[接眼レンズ	せつがんレンズ]]
[[対物レンズ	たいぶつレンズ]]
ステージ (載物ぶつ台)	プレパラート を 置 く 台うてな
しぼり (絞しぼ り)	光ひかり の 量りょう を 調ちょう節せつ
反はん射しゃ鏡 / [[光源	こうげん]]
[[粗動	そどう]] ねじ・[[微動
レボルバー	対たい物ぶつ レンズ の 切せつ り 替かわ え

倍率ばいりつ と 分解能ぶんかいのう

• 倍率ばいりつ = 接せつ眼がん レンズ の 倍ばい率りつ × 対たい物ぶつ レンズ の 倍ばい率りつ
  • 例れい: 接せつ眼がん 10× × 対たい物ぶつ 40× = 400 倍ばい
• 分解能ぶんかいのう = 区く別べつ で きる 2 点てん の 最小さいしょう距きょ離り。 倍ばい率りつ を 上うえ げ て も 分ぶん解かい能のう以下いか の も の は 見み え ない

| 顕微鏡けんびきょう | 分解能ぶんかいのう | 見み え る も の | |---|---|---| | 肉眼にくがん | 約やく 0.1 mm (100 μm) | 大だい き な 細さい胞ぼう (鶏卵けいらん の 黄き身み等とう) | | 光学顕微鏡こうがくけんびきょう | 約やく 0.2 μm (200 nm) | 細胞さいぼう・核かく・葉緑体ようりょくたい・ミトコンドリア | | 透過型電子顕微鏡とうかがたでんしけんびきょう (TEM) | 約やく 0.2 nm | 膜まく の 二に重じゅう構こう造ぞう・リボソーム・DNA | | 走査型電子顕微鏡そうさがたでんしけんびきょう (SEM) | 約やく 1 nm | 細さい胞ぼう表ひょう面めん の 立りっ体たい構こう造ぞう |

大事だいじ: 電子顕微鏡でんしけんびきょう は 光ひかり で は な く 電子でんし線せん を 使し う。 真しん空くう中ちゅう で 観かん察さつ す る た め、 生い き た 細さい胞ぼう は 観かん察さつ で き ない。 光学こうがく顕けん微び鏡きょう と 役やく割わり が 違 う こ と に 注ちゅう意い。

プレパラート の 作さく り 方かた (タマネギ 表皮ひょうひ の 観察かんさつ)

中学ちゅうがく で 行あるき っ た 操そう作さ の 復ふく習しゅう:

1. タマネギ 内うち側がわ の 表ひょう皮ひ を ピンセット で は が す
2. スライドガラス に 載の せ、 酢酸さくさんカーミン ま た は 酢酸さくさんオルセイン を 1 滴しずく
3. カバーガラス を 端はじ か ら 静しず か に か ぶ せ、 気泡きほう を 入いり れ ない
4. ろ 紙かみ で は み 出で し た 液えき を 吸 う
5. 顕けん微び鏡きょう で 観かん察さつ: 低てい倍ばい率りつ (10×) → 高こう倍ばい率りつ (40×) の 順じゅん

安全あんぜん配慮はいりょ: 酢さく酸さん カーミン・酢さく酸さん オルセイン は 皮ひ膚ふ・服ふく に つ く と 染そめ ま る。 保護メガネほごメガネ を つ け、 こ ぼ し た ら す ぐ ぬ ぐ う。 染せん色しょく液えき は 流りゅう し に そ の ま ま 捨 て な い で、 廃はい液えき容よう器き に 集あつまり め る。

観察かんさつ ノート の 書しょ き 方かた

項こう目もく	内ない容よう
日時にちじ・場所ばしょ	観かん察さつ の 条じょう件けん を 記き録ろく
試し料りょう	何なに を 見み た か (例れい: タマネギ 表ひょう皮ひ)
倍ばい率りつ	接せつ眼がん × 対たい物ぶつ の 値ね
スケッチ	輪りん郭かく線せん だ け で 描 く (影かげ や 色いろ は 入いり れ ない)
気き づ き	形かたち・並なみ び 方かた・大だい き さ の メモ

4. 高校こうこう生物せいぶつ の 探究たんきゅう

中学ちゅうがく で 学がく ん だ 探究たんきゅう の 流ながれ れ は 高校こうこう で も 変へん わ り ま せ ん が、 「仮か説せつ を 数値すうち や 統とう計けい で 検けん証しょう す る」 段階だんかい に 進すすむ み ます。

探究たんきゅう の 7 ステップ (高校こうこう版ばん)

ステップ	中学ちゅうがく と の ち が い
① 課か題だい設せっ定てい	「な ぜ ?」 を 既き知ち の 知ち識しき と 結むすぶ び つ け て 立たつ て る
② [[仮説	かせつ]]
③ [[実験	じっけん]]計けい画かく
④ データ[[収集	しゅうしゅう]]
⑤ [[分析	ぶんせき]]
⑥ [[考察	こうさつ]]
⑦ [[結論	けつろん]]

対照たいしょう実験じっけん の 重要じゅうよう性せい

対照実験たいしょうじっけん と は、 「比ひ較かく の た め に 1 つ だ け 条じょう件けん を 変へん え た 実じっ験けん」 で す。 生物せいぶつ の 実じっ験けん で は 個こ体たい差 や 環境かんきょう差 が 大だい き い た め、 こ れ が 不可ふか欠けつ。

例れい: 「光ひかり が 葉は の 緑化りょくか に 必ひつ要よう か」 を 確 か め る 実じっ験けん

• 実じっ験けん群ぐん: 光ひかり を 当とう て て 育いく て る
• 対照たいしょう群ぐん: 暗室あんしつ で 育いく て る (こ れ 以外いがい の 条じょう件けん は す べ て 同どう じ)

両者りょうしゃ の 違 い が 光こう だ け な ら、 「緑化りょくか に 光ひかり が 関与かんよ」 と 結けつ論ろん で きる。

大事だいじ: 「実験じっけん群 だ け 行あるき っ て 結果けっか を 出で し た」 で は 科か学がく的てき に 不ふ十じゅう分ぶん。 必 ず 対照たいしょう群ぐん を 設計せっけい す る こ と が 高校こうこう生物せいぶつ の 基き本ほん。

5. 高校こうこう生物せいぶつ の 全体ぜんたい像ぞう

高校こうこう で 学がく ぶ 「生物基礎せいぶつきそ」 と 「生物せいぶつ」 の 構こう成せい を 知ち っ て お く と、 各かく章しょう の つ な が り が 見み え ま す。

| 科か目もく | 主おも な 単元たんげん | |---|---| | 生物基礎せいぶつきそ (1 年ねん・必修ひっしゅう系けい) | 細さい胞ぼう と 分子ぶんし・遺い伝でん子し と そ の は た ら き・体液たいえき と 恒常性こうじょうせい・植生しょくせい と バイオーム・生態系せいたいけい | | 生物せいぶつ (2-3 年ねん・選択せんたく系けい) | 代謝たいしゃ詳しょう細さい・遺伝いでん と 進化しんか・動物どうぶつ の 反はん応のう (神しん経けい・筋すじ・行こう動どう)・植物しょくぶつ の 反はん応のう・生態系せいたいけい と 進化しんか詳しょう細さい |

ポイント: 「生物基礎せいぶつきそ」 は 2 単たん位い、 「生物せいぶつ」 は 4 単たん位い が 標ひょう準じゅん。 大だい学がく入にゅう試し (共きょう通つう テスト) で は 基礎きそ 2 教きょう科か必ひっ須す な の で、 生物基礎せいぶつきそ は 文系ぶんけい で も 履り修しゅう す る こ と が 多おお い。

6. ふりかえり

• [ ]生物せいぶつ の 5 つ の 共きょう通つう特とく徴ちょう (細さい胞ぼう・代謝たいしゃ・自己じこ複製ふくせい・恒常性こうじょうせい・進化しんか) が 言げん え る
• [ ]細胞説さいぼうせつ の 3 本ほん柱はしら と 主おも な 研けん究きゅう者 (シュライデン・シュワン・フィルヒョー) を 言げん え る
• [ ]光学顕微鏡こうがくけんびきょう と 電子顕微鏡でんしけんびきょう の 分解能ぶんかいのう の 違 い を 説明せつめい で きる
• [ ]倍率ばいりつ = 接せつ眼がん × 対たい物ぶつ の 計けい算さん が で きる
• 対照実験たいしょうじっけん の 重要じゅうよう性せい を 説明せつめい で きる
• [ ]生物基礎せいぶつきそ と 生物せいぶつ の 違 い を 知ち っ て いる

この 章しょう の 安全あんぜん配慮はいりょ

• 顕けん微び鏡きょう は 直射ちょくしゃ日光にっこう を 反はん射しゃ鏡 に 当とう て ない (失明しつめい の 危険きけん)
• 染せん色しょく液えき (酢さく酸さん カーミン・オルセイン) は 皮ひ膚ふ・服ふく に 注ちゅう意い、 廃はい液えき は 容よう器き に
• カバーガラス・スライドガラス は 割わり れ や す い た め、 端はじ を 持じ つ
• 観かん察さつ後 は 必 ず 手て を 洗あらい う

次じ の 章しょう: 第だい 2 章しょう で は、 す べて の 生物せいぶつ の 単たん位い で あ る 細胞さいぼう の 構こう造ぞう と 機き能のう を 詳 し く 学がく び ます。 ミトコンドリア や 葉緑体ようりょくたい な ど の オルガネラ が ど の よ う に 役やく割わり分担ぶんたん し て い る か を 見み て い き ま しょ う。