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高校 生物基礎 生物の共通の単位 細胞 by 池田博明
第１節 細胞の発見＝細胞研究の技術に伴って新しい発見がされた
 その一般的な形態は 核を細胞質が囲む。核には遺伝子がある。 核の重要性を示す実験＝アメーバの分割実験 針でアメーバを二分割すると，有核部分は分裂していくが， 無核部分は死亡してしまう。 つまり，核があれば分裂して増殖することができる。 ●第１項 血液中の細胞  ヒトの血液中にも無核の細胞がある。 それは赤血球である。電子顕微鏡写真の左が赤血球（その右は樹状細胞，リンパ球）。 赤血球は、核が無いため中心部がへこんでいる。 無核であるため寿命がある。血液中で90日から120日働いて死亡する。寿命の尽きた赤血球は肝臓で破壊される。 ところで，血液が赤いのはなぜだろうか。もちろん赤血球が赤いからである。 その赤色のもとはヘモグロビンにある。 ヘモグロビンというのは色素を持ったタンパク質である。色素の中心に鉄があり，酸化鉄は特に赤い。 【参考】動物によっては色素の中心に銅を持つものがいて，酸化銅は青いため，このような動物の血液は青い。例えばイカやタコの血液は青く、ヘモシアニンという色素タンパク質がある。 バナジウムを持つホヤの血液は緑色である。ホヤは冬になるとお店に出てくる。独特の臭みがある。 このヘモグロビンも →（肝臓で分解）→ ビリルビン（黄色） 肝炎で肝臓細胞が壊れると，このビリルビンが血液中に出て血液が黄色になる。これが黄疸という現象で肝炎の診断に使われる。
寿命の尽きた赤血球が壊される一方ならば，赤血球は不足してしまうことになる。 しかし，実際には赤血球は補給されている。この理由はなぜだろう。 赤血球や白血球を生産するところは骨髄である。骨髄とは骨の中心部。
赤血球のもとになる細胞（赤芽細胞）には核がある。したがって，骨髄内では盛んに分裂して増殖している。血管に出る直前に核を捨ててしまうのである。 そして，酸素を運ぶ機能に特殊化してしまうのであった。  白血球＝多核の細胞 単核の白血球もある。 （白血球が多核化するのは核分裂後に細胞質が分裂しないからである。 多核の細胞として有名な組織に横紋筋があるが，横紋筋の多核化は分裂後の細胞が融合することによる）。 核があるので，白血球は分裂が可能である。異常に増殖した状態が白血病＝白血球のがん。 白血球の働きは食作用である。体内に侵入した細菌を捕獲・捕食する）。 血漿で濡れていない細菌は捕食されないそうである（畑正憲の著書『生きる』から）。血漿で細菌の表面構造に味つけ？ リンパ球＝単核の細胞。抗体の生産に関わる。（「免疫」の章で学習する）
46憶年前に地球が誕生した。 35憶年前の地層からは細菌の化石が出ている。 ミトコンドリアの起源は酸素を取り込む能力を獲得した細菌だった。それが細胞質に共生したと考えている。  葉緑体 植物細胞のみにある。色素体plastidのうち，クロロフィル（chlorophyl，葉緑素）をもつものを葉緑体（chloroplast）とよぶ。 色素体は固有のゲノムを持ち，分裂によって増える。ゲノムの塩基配列はシアノバクテリアとの相同性が高く，細胞共生説の証拠のひとつとなっている。 電顕では内包膜と外包膜の二重膜構造を確認できる。 【図→：葉緑体の拡大図】 葉緑体中にはデンプン粒が見られる。光合成の場である。 【参考】葉緑体は色素体の一種。色素体には他に有色体・白色体がある。
中心体 主に動物細胞にある。細胞が分裂すると，中心体も分裂する。  【図：細胞分裂と中心体分裂】 中心体の断面は｢９＋２構造｣である。これは精子の尾の断面や鞭毛の断面と同様の構造である。 【図：９＋２構造】 リソソーム オートファジーのしくみ 2016年度ノーベル医学生理学賞 大隅良典教授の研究 細胞壁 植物細胞のみにある。 植物繊維のもと。主成分はセルロース。 セルロースはブドウ糖が結合した多糖類だが，デンプンと異なり消化されない。デンプンはαブドウ糖だが，セルロースはβブドウ糖が結合したもの。 ヒトはセルロースを消化する酵素を持たない。 植食動物である牛の胃内にはセルロースを分解する酵素を持つ微生物がいて，セルロースを分解している。 ヒトがセルロース分解能力を持ったら，紙も机も食べ物になる。 細胞膜 主成分はタンパク質と脂質。二重膜構造である。 ヒト細胞とネズミ細胞を融合した実験によると，細胞膜表面のタンパク質は動くことが分かった。  【図：細胞融合の実験 浜島書店 生物図表より】 ヒト細胞の表面にはヒトタンパク質（▼）がある。ネズミ細胞の表面にはネズミタンパク質（▽）がある。これらのタンパク質が異なるため，細胞はお互いを識別していて融合することはない。 ところが，細胞にセンダイウイルス（インフルエンザ・ウイルスの一種）をかけると，この細胞認識ができなくなり，異種の細胞の融合が起こる。融合させてしばらく置いてから，細胞表面のタンパク質分布を調べると（蛍光抗体法），▼と▽のタンパク質は混じり合って分布している。これは細胞表面をそれぞれのタンパク質が移動したことを示す。 【参考】 ロドプシンのような紫色の色素（視紅）を持つ網膜のかん体細胞で，光を当てて半分だけ視白に変えた場合でも，時間がたつと，一様な色合になってしまうことが知られている。これは視紅と視白が表面を移動したことを間接的に示している。 【細胞膜の構造】(細胞膜の構造図は浜島書店の生物図表より）  リン脂質による二重膜構造。膜貫通タンパク質がある。 その中には運搬体タンパク質（＝ポンプ）とイオンチャンネルタンパク質（＝チャネル）がある。 運搬体タンパク質は能動輸送に，イオンチャンネルタンパク質は受動輸送に関係する。 ●第３項 電子顕微鏡による細胞小器官 1994年の学習指導要領以来，電子顕微鏡像による細胞小器官は扱っていないし，遠心分画法も扱っていない。 （小胞体，リボソーム，リソゾームなど） 2012年からの『生物基礎』では核小体・中心体・ゴルジ体も「発展」扱いとなった。核小体はrRNAを， 中心体は細胞骨格を話題にするからである。
●第４項 原核生物と真核生物 細菌やシアノバクテリア（藍藻）には細胞に核がない。正確にいうと核膜がない。 このように核を持たない細胞を原核細胞，原核細胞から成る（単細胞）生物を原核生物という。 原核細胞に対して核膜をもつ細胞を真核細胞，真核細胞から成る生物を真核生物という。
【実験 原核生物と真核生物の観察】 BACK TO CONTENTS 第２章 細胞とエネルギー 血液へ進む 細胞の増殖へ進む 細胞を構成する物質へ進む | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
オオカナダモを顕微鏡で見たとき，葉緑体が細胞全面に見えたり，へりに見えたりと，様子が違うことがある。
