生物の進化と系統（知識）の問題
生命の誕生と初期の生物の進化について述べた文として正しいものを、次のア〜オのうちから 1 つ選べ。
- ア 化学進化では、原始的な細胞が誕生したのちに、その細胞の内部で初めて、無機物からアミノ酸などの簡単な有機物がつくられたと考えられている。
- イ 共生説では、ミトコンドリアは光合成を行うシアノバクテリアが、葉緑体は酸素を用いて呼吸を行う細菌が、それぞれ宿主となる細胞に取り込まれて共生したものと考えられている。
- ウ シアノバクテリアの光合成によって放出された酸素は、海水中に溶けていた鉄のイオンと結びついて酸化鉄として沈殿し、縞状鉄鉱層が形成されたと考えられている。
- エ ミトコンドリアや葉緑体は独自の DNA をもたず、核の DNA の情報だけにもとづいて細胞内で分裂し、増殖する。
- オ 先カンブリア時代の末に現れたエディアカラ生物群は、硬い殻や骨格をもつ動物が中心であった。
この問題で使うもの
- 光合成生物の出現と酸素の蓄積（説明と入口の問題）
- 化学進化と生命の誕生（説明と入口の問題）
- 真核生物の誕生と共生説（説明と入口の問題）
- 多細胞生物の出現と陸上進出（説明と入口の問題）
この問題を解けるようになるまで（10 技能）
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ヒント
行き詰まったら、上から順に 1 つずつ開いてください。
ヒント 1
化学進化の順序、共生説、シアノバクテリアの光合成が地球環境に与えた影響、初期の多細胞生物の特徴について、教科書の記述を思い出そう。
ヒント 2
共生説の根拠として、ミトコンドリアや葉緑体がどのような性質をもつか（DNA、分裂による増殖）を思い出そう。また、ミトコンドリアと葉緑体がそれぞれどの原核生物に由来するかを確認しよう。
ヒント 3
ア（化学進化の順序）、イ（ミトコンドリアと葉緑体の起源の対応）、エ（独自の DNA の有無）はそれぞれ教科書の記述と食い違う。残るウとオのうち、エディアカラ生物群の体のつくりを考えよう。
答えと解説
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ウ
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解説を読む
正解はウである。
ウ（正しい） シアノバクテリアが光合成を行うようになると、放出された酸素はまず海水中に溶けていた鉄のイオンと結びつき、酸化鉄として海底に沈殿した。これが積み重なってできたのが縞状鉄鉱層である。海水中の鉄が酸化されて沈殿したのち、酸素は大気中にも蓄積していったと考えられている。
ア（誤り） 化学進化とは、生命が誕生する前に、無機物から簡単な有機物（アミノ酸・塩基・糖など）ができ、さらにそれらが結合してタンパク質や核酸などの複雑な有機物ができ、やがて生命（細胞）が誕生するまでの過程である。簡単な有機物は細胞が誕生する「前」に生じたので、順序が逆である。
イ（誤り） 共生説では、ミトコンドリアは酸素を用いて呼吸を行う細菌（好気性細菌）が、葉緑体はシアノバクテリアが、宿主細胞に取り込まれて共生したものと考えられている。ミトコンドリアと葉緑体の起源が入れかわっている。
エ（誤り） ミトコンドリアや葉緑体は独自の DNA をもち、細胞内で分裂して増える。このことは、これらがもともと独立した原核生物であったとする共生説の根拠の 1 つになっている。「独自の DNA をもたず」が誤り。
オ（誤り） エディアカラ生物群は、硬い殻や骨格をもたない、やわらかく扁平な体の多細胞生物が中心であった。硬い殻や骨格をもつ動物が多くみられるようになるのは、カンブリア紀（バージェス動物群など）である。
別解
各選択肢を検討する。
ア：誤り。化学進化は細胞誕生より前に、無機物から簡単な有機物、さらに高分子の有機物ができる過程である。「細胞誕生後に初めて」とする点が誤り。
イ：誤り。共生説では、ミトコンドリアは好気性細菌（酸素呼吸を行う細菌）、葉緑体はシアノバクテリアに由来する。この文は両者が逆になっている。
ウ：正しい。シアノバクテリアが放出した酸素が海水中の Fe²⁺ と結びついて酸化鉄として沈殿し、縞状鉄鉱層が形成された。
エ：誤り。ミトコンドリアと葉緑体は独自の DNA をもち、半自律的に分裂・増殖する。
オ：誤り。エディアカラ生物群は、硬い殻や骨格をもたない軟体質の生物が中心であった。
よって正解はウ。