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生物の共通性と原核細胞・真核細胞

すべての生物に共通する特徴(細胞膜・DNA・リボソーム・ATP など)と、原核細胞(大腸菌・シアノバクテリアなど)と真核細胞(酵母・動植物の細胞など)のちがいについて、正しい記述を選べる

前提

説明

地球上の生物は見た目も大きさもさまざまですが、どれも共通する特徴をもっています。この技能では、すべての生物に共通する特徴(細胞からできている・細胞膜をもつ・DNA を遺伝情報としてもつ・リボソームでタンパク質をつくる・ATP でエネルギーをやりとりする など)と、細胞のつくりによる原核細胞と真核細胞のちがいを整理し、選択肢の記述が正しいかどうかを判定できるようになります。大腸菌やシアノバクテリア、酵母、動植物の細胞などについての正誤問題で使います。

なぜそうしてよいのか

生物がみな共通の特徴をもつのは、すべての生物が共通の祖先から進化してきたためだと考えられています。そのため、どの生物も、①細胞膜で外界と仕切られた細胞からできている、②遺伝情報を DNA としてもち、それをもとにタンパク質をつくる(タンパク質をつくる場はリボソーム)、③代謝を行い、エネルギーのやりとりに ATP を使う、④自分と同じ特徴をもつ個体をつくる(生殖・増殖する)、という性質をそなえています。ここで「すべての生物に共通」と言えるのは、大腸菌のような小さな生物にもヒトにも当てはまるものだけです。核や葉緑体、ミトコンドリアは一部の生物にしかないので、共通の特徴には入りません。

細胞は、核をもつかどうかで 2 つに分けられます。原核細胞は核膜に包まれた核をもたず、DNA は細胞質の中にあります。また、ミトコンドリアや葉緑体のような膜でできた細胞小器官ももちません。原核細胞からなる生物を原核生物といい、大腸菌や乳酸菌、シアノバクテリアなどの細菌がこれにあたります。一方、真核細胞は核膜に包まれた核をもち、DNA は核の中にあります。ミトコンドリアなどの細胞小器官ももちます。真核細胞からなる生物を真核生物といい、酵母(菌類)、ゾウリムシ、動物、植物などがこれにあたります。

判定で迷いやすいのは「はたらき」と「つくり」を混ぜてしまうところです。たとえばシアノバクテリアは光合成を行いますが、それは葉緑体をもつからではなく、細胞の中に光合成に必要な色素(クロロフィル)などをもっているからです。原核生物であることに変わりはなく、葉緑体はもちません。逆に酵母は小さな単細胞生物ですが、核をもつ真核生物です。「小さい・単細胞」と「原核」は別のことだと意識すると、まちがえにくくなります。

手順

  1. 選択肢に出てくる生物を、原核生物(大腸菌・乳酸菌・シアノバクテリアなど)か真核生物(酵母・ゾウリムシ・動物・植物など)かに分ける

  2. 選択肢が「すべての生物に共通」と言っている特徴は、細胞膜・DNA・リボソーム・ATP・代謝・増殖のように原核生物にも当てはまるものかを確かめる

  3. 核・ミトコンドリア・葉緑体についての記述は、原核細胞はもたない、真核細胞はもつ(葉緑体は植物などの光合成をする真核細胞だけ)という区別で判定する

  4. 「光合成をする」「単細胞である」などのはたらき・体のつくりと、「葉緑体をもつ」「核をもつ」などの細胞のつくりを混ぜていないかを確かめ、正しいものを選ぶ

例題

原核細胞と真核細胞についての記述として正しいものを、次のア〜エのうちから 1 つ選べ。

ア 大腸菌は、核膜に包まれた核をもち、その中に DNA がある。
イ シアノバクテリアは、葉緑体をもち、その中で光合成を行う。
ウ 酵母は原核生物であり、ミトコンドリアをもたない。
エ 原核細胞にも真核細胞にも、細胞膜とリボソームがある。

例題の解答

【手順 1】大腸菌とシアノバクテリアは原核生物、酵母は真核生物である。

【手順 2】エの細胞膜とリボソームは、すべての生物に共通する特徴なので、原核細胞にも真核細胞にもある。エは正しい。

【手順 3】アの大腸菌は原核生物なので、核膜に包まれた核をもたず、DNA は細胞質の中にある。アは誤り。ウの酵母は真核生物で、核やミトコンドリアをもつ。ウは誤り。

【手順 4】イのシアノバクテリアは光合成を行うが、原核生物なので葉緑体はもたない(光合成に必要な色素を細胞の中にもっている)。はたらきとつくりを混ぜた記述で、イは誤り。

よって正しいものはエ。

答え:

エ

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