細胞 1 個あたりの DNA 量ごとの細胞数の表と M 期の細胞数から、G 期・S 期・G 期・M 期の細胞を区別し、 でそれぞれの時期の長さを求められる
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細胞周期がそろっていない培養細胞の集団について、細胞 1 個あたりの DNA 量を測って「DNA 量ごとの細胞数」を表にすると、どの細胞がどの時期にあるかを推定できます。この技能では、その表と分裂期（M 期）の細胞数から G 期・S 期・G 期・M 期の細胞数をそれぞれ求め、細胞周期全体の長さをもとに、各時期の長さを計算できるようになります。
前提の技能で学んだように、細胞 1 個あたりの DNA 量は、G 期を （相対値）とすると、S 期で から へ増える途中、G 期と M 期では です。したがって DNA 量の表では、「」の細胞は G 期、「 より大きく より小さい」細胞は S 期、「」の細胞は G 期または M 期にあると判断できます。G 期と M 期は DNA 量だけでは区別できないので、顕微鏡で数えた M 期の細胞数を別に使い、 の細胞数から M 期の細胞数を引いたものを G 期の細胞数とします。
細胞周期がそろっていない集団では、ある瞬間に各時期にいる細胞の数は、その時期が続く時間に比例すると考えられます（体細胞分裂の各段階にかかる時間を求めたときと同じ考え方です）。長く続く時期ほど、そこにとどまっている細胞が多く見つかるからです。全細胞が細胞周期 1 回分の時間 に対応するので
で各時期の長さが求められます。
DNA 量が の細胞を G 期、 と の間の細胞を S 期、 の細胞を G 期と M 期の合計として分ける
の細胞数から M 期の細胞数を引いて、G 期の細胞数を求める
全細胞数を求める（各 DNA 量の細胞数の合計）
細胞周期の長さ を確認する（与えられていなければ、細胞数の増え方から求める）
で計算する
細胞周期がそろっていない培養細胞の集団で、細胞 1 個あたりの DNA 量（G 期の細胞を とした相対値）を測定し、DNA 量ごとの細胞数を数えたところ、次の表のようになった。また、顕微鏡で観察すると、このうち 500 個が分裂期（M 期）の細胞であった。この細胞の細胞周期は 20 時間であり、各時期にある細胞の数はその時期の長さに比例するものとする。G 期の長さは何時間か求めよ。
| 細胞 1 個あたりの DNA 量（相対値） | 細胞数 |
|---|---|
| 5000 | |
| より大きく より小さい | 3000 |
| 2000 |
手順 1：DNA 量 の 5000 個が G 期、 と の間の 3000 個が S 期、 の 2000 個が G 期と M 期の合計である。
手順 2：G 期の細胞数は 個である。
手順 3：全細胞数は 個である。
手順 4：細胞周期は 時間である。
手順 5：G 期の長さは
よって、答えは 3 時間である。（同様に G 期 10 時間、S 期 6 時間、M 期 1 時間で、合計 20 時間になり、つじつまが合う。）
答え:
DNA 量 の細胞をすべて G 期としてしまう誤り。例題で 時間とするのは誤り。正しくは M 期の細胞も DNA 量が なので、引いてから 時間。
DNA 量 の細胞を S 期としてしまう誤り。S 期は複製の途中なので、正しくは より大きく より小さい細胞だけが S 期。
全細胞数で割らずに、ほかの時期の細胞数で割ってしまう誤り。例えば 時間とするのは誤り。正しくは全細胞数 で割って 時間。
DNA 量が の細胞（G 期の半分）を娘細胞として別に数えようとしてしまう誤り。体細胞分裂でできた娘細胞は DNA 量 で、そのまま G 期の細胞として数える。
この説明は AI が書き、別の AI が例題を独立に解いて答えを確かめ、説明を一歩ずつ査読しました。
ある動物の培養細胞を、細胞どうしの細胞周期がそろっていない状態で培養した。
観察 1 培養開始時に 個あった細胞は、 時間後に 個になった。この間、すべての細胞が同じ長さの細胞周期で分裂を続け、死んだ細胞はなかった。
観察 2 ある時点で細胞 個を取り出し、細胞 1 個あたりの DNA 量を測定した。 期の細胞の DNA 量を相対値 とすると、結果は次の表のようになった。
| 細胞 1 個あたりの DNA 量（相対値） | 細胞数（個） |
|---|---|
| より大きく より小さい | |
また、同じ 個の細胞を顕微鏡で観察したところ、染色体が凝縮して見える分裂期（M 期）の細胞は 個であった。M 期の細胞は、すべて DNA 量が相対値 の群に含まれていた。
各時期にある細胞数の割合は、その時期に要する時間の細胞周期全体に対する割合に等しいものとする。このとき、 期に要する時間は何時間か。
ある哺乳類の培養細胞を用いて、次の実験 1〜3 を行った。細胞は盛んに増殖しており、細胞周期のどの時期の細胞も含まれている。
実験 1 培養を始めたときの細胞数は 個で、 時間後には 個になった。この間、すべての細胞が同じ長さの細胞周期で分裂をくり返し、死んだ細胞や分裂を停止した細胞はなかった。
実験 2 培養中の細胞から 個を取り出し、細胞 1 個あたりの DNA 量を測定した。G 期の細胞の DNA 量を相対値 としたときの結果は、次の表のようになった。なお、M 期の細胞は、分裂が完了するまですべて DNA 量が相対値 として測定されるものとする。
| 細胞 1 個あたりの DNA 量（相対値） | 細胞数（個） |
|---|---|
| より大きく より小さい | |
実験 3 同じ培養中の細胞を別に 個取り出して固定・染色し、顕微鏡で観察したところ、前期の細胞が 個、中期の細胞が 個、後期の細胞が 個、終期の細胞が 個で、残りはすべて間期の細胞であった。
各時期の細胞数の割合は、細胞周期に占めるその時期の長さの割合に等しいものとする。このとき、G 期の長さは何時間か。
ある動物の培養細胞の集団がある。すべての細胞は同じ一定の速さで細胞周期を進み、細胞周期の長さ（1 回の周期にかかる時間）は 時間である。この集団から 個の細胞を取り出し、細胞 1 個あたりの DNA 量を測定した。結果を下の表に示す。DNA 量は、G 期の細胞の値を とする相対値で表してある。
| 細胞 1 個あたりの DNA 量（相対値） | 細胞数 |
|---|---|
| より大きく より小さい | |
また、同じ 個の細胞を光学顕微鏡で観察したところ、全細胞の が分裂期（M 期）であった。
次に、この 個の細胞に薬剤 X を加えた。薬剤 X は、G 期から S 期への移行だけを直ちに止める。そのため、薬剤を加えたときに G 期にあった細胞や、薬剤を加えたあとの分裂で生じて G 期に入った細胞は、G 期の終わりで止まり、S 期に入らない。一方、S 期・G 期・M 期にある細胞は、薬剤の影響を受けずにそれまでと同じ速さで周期を進める。
ただし、次のことを前提とする。
- 測定と観察を行い薬剤 X を加えた時点で、 個の細胞は細胞周期上のどの時点にも均等に分布していたとみなす。したがって、各時期にある細胞の数の割合はその時期の長さの割合に等しく、各時期の中でも細胞はその時期の始まりから終わりまでのどの時点にも均等に分布している。
- M 期の細胞の DNA 量は相対値 であり、M 期の終わりに細胞質分裂が完了して、DNA 量が相対値 の娘細胞が 個できる。娘細胞はただちに G 期に入る。
- 細胞が死ぬことはない。
薬剤 X を加えてから 時間後に、細胞 1 個あたりの DNA 量が相対値 である細胞は何個あるか求めよ。