技能一覧 › 高校生物 細胞と分子(知識)

細胞小器官のはたらき

核(核膜孔)・ミトコンドリア・葉緑体・小胞体・ゴルジ体・リソソーム・液胞の構造とはたらきについて、正しい記述を選んだり、はたらきの説明から細胞小器官の名称を答えたりできる

前提

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  1. 細胞のつくり (中学理科 生物分野の用語と知識)
  2. 生物の共通性と原核細胞・真核細胞 (高校生物 細胞と分子(知識))

説明

真核細胞の中には、膜で仕切られたさまざまな細胞小器官があり、それぞれが決まった仕事を受け持っています。この技能では、核(核膜孔)・ミトコンドリア・葉緑体・小胞体・ゴルジ体・リソソーム・液胞について、つくりとはたらきを結びつけて整理し、選択肢の記述の正誤を判定したり、はたらきの説明から細胞小器官の名称を答えたりできるようになります。

なぜそうしてよいのか

真核細胞は原核細胞よりずっと大きく、中でたくさんの化学反応が同時に進んでいます。もし全部が同じ空間で起きると、反応どうしがじゃまし合ったり、分解する酵素が必要なものまで壊したりしてしまいます。そこで真核細胞は、内部を膜で仕切り、仕事ごとに部屋を分けています。これが細胞小器官です。だから「どの部屋で何をしているか」を、つくりと結びつけて覚えると判定しやすくなります。

仕事の流れで整理すると次のようになります。まず設計図の管理:核は二重の膜(核膜)に包まれて DNA をおさめ、核膜にあいた核膜孔を通して、核と細胞質の間で RNA やタンパク質などが出入りします。次にエネルギーの工場:ミトコンドリアは二重膜をもち、呼吸によって有機物を分解して ATP をつくります。葉緑体も二重膜をもち、光エネルギーを使って光合成を行い、有機物をつくります(植物などに見られ、動物細胞にはない)。ミトコンドリアと葉緑体は、どちらも独自の DNA をもつのが特徴です。

さらに物をつくって運ぶ流れ:小胞体は膜でできた袋や管が網目状に広がったもので、表面にリボソームが付いたもの(粗面小胞体)ではタンパク質が合成されて小胞体の中に入ります。それが小胞に包まれてゴルジ体へ運ばれ、ゴルジ体(扁平な袋が重なったもの)で加工・濃縮されて、再び小胞に包まれ細胞外へ分泌されたり細胞内の各所へ送られたりします。最後に分解と貯蔵:リソソームは分解酵素を含む小さな袋で、取り込んだ物質や不要になった細胞内の構造を分解します。液胞は一重の膜(液胞膜)に包まれ、中の細胞液に糖・無機塩類・色素(アントシアンなど)などを含み、成長した植物細胞ではとくに大きく発達します。

手順

  1. 選択肢や説明文に出てくる細胞小器官が、設計図の管理(核)・エネルギー(ミトコンドリア・葉緑体)・合成と輸送(小胞体・ゴルジ体)・分解と貯蔵(リソソーム・液胞)のどのグループかを決める

  2. 膜のつくりを確認する:核・ミトコンドリア・葉緑体は二重膜、小胞体・ゴルジ体・リソソーム・液胞は一重の膜

  3. はたらきを確認する:呼吸で ATP 合成(ミトコンドリア)、光合成(葉緑体)、タンパク質の合成と輸送(粗面小胞体)、加工・濃縮・分泌(ゴルジ体)、分解(リソソーム)、貯蔵(液胞)、物質の出入り口(核膜孔)

  4. 記述の中で、名称とはたらき・つくりの組合せが入れかわっていないか、動物細胞・植物細胞のどちらにあるかが合っているかを確かめて、正しいもの(または名称)を答える

例題

ある細胞小器官は、扁平な袋が何枚も重なったつくりをしている。小胞体から小胞によって運ばれてきたタンパク質を受け取り、加工・濃縮して、再び小胞に包んで細胞外へ分泌したり細胞内の各所へ送ったりする。この細胞小器官の名称を答えよ。

例題の解答

【手順 1】「小胞体から運ばれてきたタンパク質を受け取り、分泌する」とあるので、合成と輸送のグループの細胞小器官である。候補は小胞体とゴルジ体。

【手順 2】つくりは「扁平な袋が何枚も重なった」もので、一重の膜でできている。小胞体は袋や管が網目状に広がったものなので、つくりはゴルジ体に合う。

【手順 3】はたらきは「小胞体から受け取ったタンパク質を加工・濃縮し、小胞に包んで分泌・輸送する」で、これはゴルジ体のはたらきである。小胞体は「送る側」であって受け取る側ではない。

【手順 4】つくり・はたらきとも食い違いがないので、答えはゴルジ体。

答え:

ゴルジ体

よくある誤り

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。

入口の問題

この技能を使う問題

この技能の次に学べること