生物分野の用語と知識の問題
タマネギの根がのびるしくみを調べるために、次の実験を行った。
【実験1】水につけて発根させたタマネギの根の1本に、先端から ごとに油性ペンで印をつけ、根を先端側から区間 X（先端〜）、区間 Y（〜）、区間 Z（〜）に分けた。このタマネギを 時間水につけたまま置き、各区間の長さをはかった。
【実験2】別の根について、区間 X・Y・Z にあたる部分をそれぞれ切りとり、うすい塩酸で処理したあと、染色液で染めてプレパラートをつくり、顕微鏡で同じ倍率で観察した。
結果は次の表のようになった。
| 区間 | 24時間後の長さ | 顕微鏡で観察した細胞のようす |
|---|---|---|
| X | 細胞は小さく、ひも状の染色体が見える細胞が多かった | |
| Y | X より大きい細胞が多く、染色体が見える細胞は少なかった | |
| Z | 細胞は最も大きく、染色体が見える細胞はほとんどなかった |
実験1・2の結果から考えられる、根がのびるしくみとして最も適当なものを、次のア〜エから 1 つ選べ。
- ア 根元に近い部分で細胞分裂がさかんに行われ、細胞の数がふえることで根がのびる。
- イ 細胞分裂は行われず、根全体の細胞が同じように大きくなることで根がのびる。
- ウ 先端に近い部分で細胞分裂によって細胞の数がふえ、ふえた細胞がそれぞれ大きくなることで根がのびる。
- エ 先端に近い部分で細胞分裂が行われるが、分裂してできた細胞は大きくならず、細胞の数がふえることだけで根がのびる。
この問題で使うもの
- 細胞分裂と生物のふえ方（説明と入口の問題）
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ヒント
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ヒント 1
細胞分裂をしている細胞は、顕微鏡でどのように見えるかを思い出そう。表の「染色体が見える細胞」がどの区間に多いかに注目する。
ヒント 2
染色体が見える細胞が多い区間で細胞分裂がさかんに行われている。また、区間ごとの細胞の大きさのちがいから、分裂したあとの細胞がどうなるかを考える。
ヒント 3
細胞分裂がさかんなのは先端に近い区間 X なので、アとイは除ける。残りの2つは、根元側ほど細胞が大きいという結果と合うかどうかで比べよう。
答えと解説
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ウ
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解説を読む
ひも状の染色体が見えるのは、細胞分裂を行っている途中の細胞である。
実験2では、染色体が見える細胞は先端に近い区間 X に多く、根元側の区間 Z にはほとんどなかった。このことから、細胞分裂は根の先端に近い部分でさかんに行われていると考えられる。また、細胞の大きさは X が最も小さく、Y、Z と根元側ほど大きくなっていた。このことから、分裂してできた小さな細胞が、そのあとそれぞれ大きくなっていくと考えられる。
実験1では、 時間後に最ものびたのは先端に近い区間 X（）で、根元側の Z はほとんどのびていなかった（）。これも、先端付近で細胞の数がふえて、細胞が大きくなることで根がのびていることと合う。
よって、根は「細胞分裂で細胞の数がふえること」と「ふえた細胞が大きくなること」の両方によってのびる。答えはウである。
各選択肢について:
- ア：誤り。染色体が見える細胞が多いのは根元側ではなく先端に近い区間 X なので、細胞分裂がさかんなのは先端に近い部分である。
- イ：誤り。区間 X・Y では染色体が見える細胞が観察されたので、細胞分裂は行われている。また、区間によってのび方がちがうので、根全体が同じようにのびているわけでもない。
- ウ：正しい。上の考察のとおりである。
- エ：誤り。根元側ほど細胞が大きくなっていることから、分裂してできた細胞は大きくなっている。根は細胞の数がふえるだけでなく、細胞が大きくなることでものびる。
別解
実験1で、先端に近い区間ほどよくのびている（X は 2 mm→5 mm で 3 mm、Y は 2 mm→3 mm で 1 mm、Z は 2 mm→2 mm で 0 mm）。実験2で、先端に近い X では細胞が小さく、染色体が見える細胞（分裂中の細胞）が多い。根元側の Y・Z ほど細胞は大きく、染色体が見える細胞は少ない。つまり、先端付近で細胞分裂がさかんに行われて細胞の数がふえ、その細胞が根元側へ向かって大きくなることで根がのびる。
ア：細胞分裂がさかんなのは根元に近い部分ではなく先端に近い部分なので誤り。
イ：先端付近で細胞分裂が行われており、根全体が同じようにのびてもいないので誤り。
ウ：先端付近で細胞分裂により数がふえ、ふえた細胞が大きくなる、という結果と一致するので正しい。
エ：根元側ほど細胞が大きくなっているので、細胞が大きくならないという部分が誤り。
よって答えはウ。