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基礎中の基礎は対応できる理系生物! ① 今回から理系範囲に入っていこうと思います 順番に関しては教科書によって違うんで目次みた いなのを書いておきます。 第1章 生物の進化、 このノートでは、ここだけ! 第2章 生命現象 第3章 遺伝情報の発現と発生 第4章 生物の環境応答 第5章 生態と環境 第1章 生物の進化 生物の進化①生命の誕生 この単元では、地学基礎のところと重複するところがありますので 地学基礎習ってる方は多分 何個か知ってることがあるんじゃないでしょうか というか一応こちらでも解説はしますが 基礎中の基礎は対応できる地学基礎を見てくださっ たほうがいいかなと思いますただちょっと生物の観点から見ていくことにしましょう まずは生物基礎のおさらいからやっていきましょう 何を持って生物と呼ばれるのか見ていきましょう ①体が細胞でできている すべての生物は細胞からできているんですね 生物は、自分と外の世界を細胞膜と呼ばれる膜 によって隔てているんです 細胞でできているわけですけど 1つの細胞だけで構成されている生物を単細胞生物 そして多 数のいっぱいの細胞でできているものを多細胞生物といいます ②生命活動のためにエネルギーを利用する ちょっとこれが難しいんでしょうけど簡単に説明するとヒトの場合はヒト以外も大体そうです けれども 栄養を体に取り入れないといけないですよね 栄養を取り込んだり、 後は、ちょっと下品な話をするようですがいらないものを排出したり こんな具合に体の中では、いろいろなことが起こっているわけです こういったものを生命活動 といいます。 このエネルギーのことをATP(アデノシン三リン酸)といいます 例えば、電子端末とかだと 充電をすることで動くわけじゃないですか 要は電気エネルギーです よね。
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ただ、生物は、ATPと呼ばれる化学エネルギーを用いて動くんだよ 生命活動を行うんだよって ことです 後は、物質の合成とか分解を行うことで、エネルギーを得て得たエネルギーを利用して、物質 の合成だとかいろいろ行ったりする このように、体内で起こる化学反応を総称して代謝といいます。 ③、④遺伝物質としてDNA(デオキシリボ核酸)を持ち、代々子孫に引き継がれていく DNAとか遺伝に関連しては、 第3章で説明します 要は、生物を形作る設計図みたいなものだと思っといてください これが細胞の中に格納されて いるみたいな感じです。 このDNAと呼ばれる設計図を元にして新しい個体を作ったりするわけですよね 生物は、自分と同じ構造を持つ個体を作って形質 (形とか行動と生物の性質)を子孫とかに伝え る仕組みがあるとこれを遺伝といいます 生命を維持しようとする仕組みがあろうが、 1つの個体に寿命があるから自己複製能力を備え ているんだと ⑤体内の状態を一定に保とうとする 生物は、それらを取り巻く体外の環境変化によらずに、 ある程度は体内の状態を一定に保とうと するんですねこの仕組みのことを恒常性(ホメオスタシス)といいます 例えば、暑いとか寒いとか明るいとか暗いとか。 湿っているとか。 例えば、熱が出ました 39℃とかね そうすると37℃くらいがちょうどいいので上がった分、下げ ろと命令をするんですね その結果汗が出てくる。 発汗 逆に、外が寒い場合 震える 俗に言うジバリングってやつです それで体温を温めよう みたい な感じですね こんな具合にあったんですが覚えてましたでしょうか? 生物はヒトとサンマとかを比較したときに全然違う生物ですけれども 同じ仲間に分類されるの は、共通する特徴があるからでしたよね 地球上の生物と呼ばれるのはこういった特徴を持つ共通の祖先からそれぞれの環境に適応 していて進化した結果 生物が多様化したと 互いに生物には、 多様性と共通性と呼ばれる2つの側面がありまして、互いに相反している理由 はこうやって枝分かれしていったからなんです それでは 生物基礎のおさらいは、ここまでにして新しい内容に入っていこうと思います
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真空ポンプへ 引用 循環経路 H2O 加熱 + ガス 放電 CH4, NH3 H2, H2O 冷却 有機物を含む 水溶液 https://ja.wikipedia.org/wiki/%E3%83%A6%E3%83%BC%E3%83%AA%E3%83%BC-%E3% 83%9F%E3%83%A9%E3%83%BC%E3%81%AE%E5%AE%9F%E9%A8%93 こちらミラーの実験と呼ばれるものです 生物は必ず細胞というものから構成されておりますが、細胞には、タンパク質とか脂質といったい ろいろな有機物を含んでいるんですね。 最初の生命は、単細胞の原核生物であったと考えられております そしたら、その前はどうなっていたんでしょうかね 生命が誕生する前の地球では、どんなことが 起こっていたのかそういった環境を想定して アミノ酸を合成できることをこのミラーさんが行っ た実験によって示されているんですね 生物が出てくる前の地球 原始地球ですね ここでは海底の熱水噴出孔と呼ばれるところででき たと考えられております。 これは地熱によって熱くなった熱水が出てくるところですね 紫外線は降り注ぐわ雷はめっちゃ鳴ってるわ 実はこの雷とか紫外線とかそういったエネルギー 実は、こういったエネルギーによって、無機物から有機物が合成されるようになったんですね
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紫外 こんな感じで火山の噴火は日常茶飯事 大気に含まれる水蒸気が冷やされることによって雨が降って海が形成されるこの海は原始海 洋と言いますね そりゃこんだけの雨雲ができるのであれば、 雷雲もある とんでもなくやばかったと さらにこの頃は、オゾン層なんてものはないですから 紫外線が直接降り注ぐような感じ このような生命が誕生する前の有機物の生成過程のことを化学進化といいます 生物がいないような環境でも、こういったいろいろな要素が絡み合って無機物から有機物が合成 されたんだと。 実は、その有機物を素材として生物が作られた(?)みたいな感じです 無機物から単純な有機物ができて 単純な有機物から複雑な有機物ができてみたいな感じで すね 地球に存在してた分子 水素とか硫化水素とかアンモニアとかメタンとかがありました そこから比較的単純なアミノ酸とかヌクレオチドといった有機物 (何かの基本単位になるようなも の) さらに、それがタンパク質、DNAやRNAといった核酸 みたいに複雑なものができていったと やっぱ生命体といったものが生じるためには 生物の構成するアミノ酸であったり、ヌクレオチド だったりそういった基本単位が必要になるというわけだ そして、生物が満たす条件ってのを見ていきたいんですが、3つあります 膜で隔離されていること 体内で化学反応が起こっている(=代謝を行っている) 自己複製がで きる
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まず境目がないと、ここは生きてるよね。 ここは生きてないよね。 みたいな区別を作ろう それは しっかりと膜で囲まれてこの中は生きてる状態ですね! みたいにするわけです。 そして生きてるためには、いろんな物質を合成したり、分解しないといけないよね そして、自分と同じものを作るそんな感じですね。 もともとこの最初の生命体ってどうやって生まれたのかこれに関しては自然発生として考えられ ております 生物は生物じゃないものから勝手に出てくるんだみたいな考え方があったんです この考え方 のことを自然発生説といいます ただそれがフランスのパスツールと呼ばれる人物によって否定 されました ただ、最初の生物だけは自然発生したのではないかって考えられております それでですね。 そしたら最初の原始的な生物の初期段階モデルオパーリンと呼ばれる人物が 提唱したものに タンパク質みたいな高分子化合物に水分子がくっついたこれが集まってできる液体のことをコ アセルベートと言い このコアセルベートからできたと言う考えを提唱したんですねこれをコアセ ルベート説といいます そしたら次はですね細胞はどのようにしてできたんでしょうかね 脂質に水を加えると 内部に水を含んだリポソームって呼ばれるものが実験的に作れるんです ね これが細胞膜のリン脂質二重層とすごい似た構造だったらしいんですね
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[親水性 疎水性 14 80 ga こんな感じでリン脂質と呼ばれるものは水と馴染みやすい部分と水と馴染みにくい部分が あって水に馴染みやすいのが外側に向くような形になってます これについてはこのノート前編の中ではありますが、 生体膜をやっていくときにちょっと詳しく 扱っていこうかなと思っております それでは、この分野の最後として、DNAワールドとRNAワールドについて見ていきたいと思いま す 00000 転~ 移訳 タンパウ 00000 DNAポリメラーゼ 00000 これが現代のやつです 今の遺伝情報ってDNAと呼ばれる物質に格納されてますよね このDNAは、DNAポリメラーゼによって複製されてと言っても、DNAポリメラーゼっていう言葉 が始めましてですよね 実はこいつが複製に関わってるんです。 これは遺伝子の分野で解説するので、今はそんな奴がいるんだなと思っといてください こんな感じで、 DNAポリメラーゼによって複製されてそのDNAをもとにRNAが合成されてその RNAを翻訳してタンパク質ができるんですよね
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こちらは生物基礎のセントラルドグマのほうの話になります この感じだと、 DNAが主役なんですよ 何かRNAがサブキャラみたいなちょっと言い方悪いんで すが。 でも、かつて、地球上の初期段階の生物がDNAじゃなくてRNAによって支配されていた RNA が主役だったって考え方があったんです このRNAが主役だった世界のことをRNAワールドといいます それぞれ DNAはめちゃくちゃ安定して遺伝情報を保持できる 遺伝情報の保持という観点では◎です ただ、RNAにも遺伝情報を保持する機能はあります ただDNAに比べるとあんまりなって感じ だけど、RNAは遺伝情報を保持するだけじゃなくて、 触媒として働くRNAもあったと (触媒作用を 持つRNAをリボザイムという) ところが、DNAに触媒機能なんてものはないです DNAは国語がめっちゃできるけど 数学は全くできない てな感じで、 ちょっと偏ってる感じですか ね RNAは国語もそこそこできる 数学もまあまあできる バランス取れてますね ちょっとふざけた言い方をするとこんな感じになりますかね 昔は、 生物の体って単純なものでしたから 遺伝子としての働きと、タンパク質としての働きを兼 任できるRNAはめちゃくちゃ優秀だったわけです ただ、今の生物は複雑ですからDNAが遺伝情報を安定に保持できる。 特化しているから DNA に任せましょ タンパク質の働きはタンパク質がやりましょみたいに分業的なものが始まるんで すね。 こんな感じになると、 DNAが主役となりますのでこのDNAが主役な世界のことをDNAワールドと なります 生物の進化② 生物史 ここは本当に地学基礎です 最初に出現した生物としては、 原核生物であると考えられていたんですが その中でも、この地球 原始地球だと 嫌気的環境だったらしいんですね これ表現として覚えてもらいたいんです 嫌気、、、酸素が少ないor全くない 好気、、、 酸素が十分ある だから、最初の生命っていうのは酸素を使わないで代謝を行っていたそうやって、エネルギーを 獲得していたんじゃないかと
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この頃は化学進化によって 周りには多少有機物はあるだろうからそれを自分で取り込んで こんな感じの有機物を分解してエネルギーを獲得していた従属栄養生物か 嫌気性細菌ですね 酸素を使わない細菌 それか、メタンとか水素とかそういったものを用いて自分で有機物を作る 合成する そんな感 じでやってる独立栄養生物 化学エネルギーを利用していって有機物を合成した 化学合成細菌 それか、光エネルギーを利用して、 自分で有機物を合成する独立栄養生物か こんな具合に初期の生物の候補って考えられてたんですね 現在ではどういったタイプが最初の 生物なのかってのがまだわかってないんですね。 それでは本格的に歴史を見ていきたいと思います まず、 時代区分 地球に地殻ができてから、今までの期間のことを地質時代 地球は大体46億年前にできてそこからざっと5.4億年前 ここまでの時代のことを先カンブリア 時代 その後 古生代→中生代→新生代 こんな感じで時代が進んでいきます 古生代、 カンブリア紀→ オルドビス紀→シルル紀→デボン紀 石炭紀→ペルム紀 中生代、、、 三畳紀→ジュラ紀→白亜紀 新生代はあんまり覚えなくていいかなと思うんですけど、上の9つは覚えとくといいかもしれませ ん そもそも生命は40億年前に誕生したと考えられていて大体27億年前 たくさん水と二酸化炭素 があったからそれを使用して、 光合成を行う生物が出てきました シアノバクテリアですね そして、シアノバクテリアと海の中の泥とか砂そういったものが吸着して層の構造を形成したと言 われてます この構造をストロマトライトといいます
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引用 https://ja.wikipedia.org/wiki/%E3%82%B9%E3%83%88%E3%83%AD%E3%83%9E%E3%8 3%88%E3%83%A9%E3%82%A4%E3%83%88 こんな感じの構造物なんですね このシアノバクテリアが光合成を行うことによって酸素濃度がどんどんどんどん上昇していきま す 地球の環境を大きく変えた原因です 今後の生物にもいろいろな影響が出てくるんですね もともとは光合成細菌が光合成を行っていたんですが 二酸化炭素とかではなかったんです。 何を利用していたか 硫化水素を使っていました H2S では、普通の植物と光合成の様式が異なっていたんですが、 どう違ったのか まず、二酸化炭素を還元するために水素を必要とするんですね その水素の元々は 普通の植物は水なんだけど 光合成細菌が硫化水素 そして、生じる物質は、 普通の植物であれば酸素 ところが 光合成細菌は硫黄 そして、光合成色素に関してもちょっと違いがあって この光合成に関しては、 第2章の代謝の 方で説明します それが普通の植物はクロロフィルというものを用いるんですがバクテリオクロ ロフィルを使うんですね。 こんな感じで、 普通の植物と光合成細菌では二酸化炭素の還元に使う水素の元々生じる物 質 光合成色素とかが異なるんだよと では、一方反応式ってどうなるか? 6CO2 + 12H2S →C6H12O6+6H2O +12S
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となります 皆さんは、水を使うタイプの普通の植物が行う光合成の反応式を覚えられるんだけど 硫化水素 のタイプが覚えられないって方は これ安心してください 水の酸素の部分が硫黄に変わってるだけですので係数としては変わり ません。 ちょっと古いタイプの光合成ですねって感じです ところが、シアノバクテリアは普通の植物と同じ 水を使用した光合成だから 生じるものは酸素 となります 6CO2 + 12H2O→C6H12O6 +6H2O +1202 そして、酸素ができて、どんな変化が起こったかこの頃にいた生物は、 酸素がめっちゃ少ないと かないような環境に適応していたわけですけれども シアノバクテリアの光合成によって酸素が生じるようになります 昔の海水の中には、 鉄が結構あったんですね 酸素が発生することにより 海水の中の鉄イオン が沈殿して縞状鉄鋼層と呼ばれる構造物ができたり 鉄とシアノバクテリアが発生させた酸素 なんとなくわかりますかね 酸化鉄ができますよね。 引用 https://ja.wikipedia.org/wiki/%E7%B8%9E%E7%8A%B6%E9%89%84%E9%89%B1%E5%B A%8A シアノバクテリアの光合成によって、 酸素が出てきたら 酸素を用いて有機物を分解する 好気 性細菌が出てきます
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しかも、大気中にオゾン層がなかったんですけれどもこれって紫外線を防いでくれるんですよ 紫外線ってDNAとか細胞を傷つけるようなやつですから 紫外線が降り注ぐということは 陸上 は、生物にとっては危険地帯であると だけども、光合成生物によって大量の酸素が放出されるようになってからは 紫外線による反応 と酸素が大気中に蓄積してくれたおかげで オゾン層が作られるようになったわけです 続きまして、 真核生物がどのように誕生したかについてやっていきましょう 真核生物は、およそ20億年前 細胞の中に核、 ミトコンドリア、 葉緑体こういったものを持つよう になるわけですが こういった細胞の構造体のことを細胞小器官といいます さて、今あげた3つの細胞小器官に共通することって何でしょうか? 二重膜でしたよね。 この中でもミトコンドリアと葉緑体をちょっと見ていきたいんですが そして、ミトコンドリアと葉緑体に関してはもう一踏ん張り 核の中のDNAとは明らかに違う それ ぞれ独自のDNAを持っていたんですね。 これを根拠としてアメリカのマーグリスさん 他の生物が細胞の中に入ってきて共生してその結果としてできた構造体だと考えたんですね この考え方を細胞内共生説 (共生説)といいます 共生、、、異なる種類の生物が関わりを持って生活すること ミトコンドリアは好気性細菌 葉緑体はシアノバクテリアと言われております ちょっとこれは雑談程度で聞いて欲しいんですが実は細胞小器官の説として、もう一つあるん です あんま覚えなくていいですよ。 細胞膜が細胞の中にくびれてできたんじゃないか イギリスのロバートソンと呼ばれる人物が提唱した膜進化説 (単位膜説) と呼ばれるやつがありま す では、細胞内共生説の方をもうちょっと見ていきま VONA こんな感じですね 女性 繝 核膜 植物 草体 ミトコンドリ 動物細胞
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最初に核膜の構造ができてその後 好気性細菌が共生してきてこれがミトコンドリアになるわ けです そしてその後にシアノバクテリアが共生してきてこれが葉緑体になるわけですね そして10億年とかになると、この辺から多細胞生物が出現するようになります 初期の多細胞生物として、 オーストラリアのエディアカラと呼ばれる地域 ここで発見されたので エディアカラ生物群と言います こういった生物たちの化石が見つかったわけですね このエディアカラ生物群の特徴としてクラゲとかそんな感じな感じで比較的軟体質 そして体 の形はぺったんこ そして骨格とかは持たなかったと この頃は、被食とか捕食の関係はなかったので のほほーんと暮らしていたんですね ここまでだいぶ長かったですけど、 もうちょっとお付き合いください 古生代 無脊椎動物がめちゃくちゃ爆発的に増えるわけですけれども、この現象のことをカンブリア紀爆 発といいますがこの用語がすごい厄介でして 複数の教科書を見てるとですね。 書き方が全然 違うんですよ。 カンブリア紀の大爆発・カンブリア紀の爆発・カンブリア爆発 これ全部同じです 教科書と対応 づけてください。 これは実際に爆発したわけじゃなくて 爆発的に増えたよってだけですからねこの頃の化石が たくさん出てくる生物群 動物ですけれどもこれがカナダ西部と中国方面で見つかっていると カナダ西部で見つかったものをバージェス動物群 中国方面で見つかったものを澄江動物群といいます 澄江は中国のやつですから 発音としてはチェンジャン と読みます こいつらは、互いに似ていて エディアカラ生物群は、比較的体が大きめで 軟体質でぺったんこ みたいな感じだったんですけれどもこいつらとは全然違う特徴持ってて 硬い殻と鋭い歯を持っていたんですねこのことから食べる食べられるの関係 被食一捕食 の関係があったんじゃないかって感じです 代表的な生物としてアノマロカリスとか三葉虫とか、オパビニアとかこの辺の生物名は答えられ るようにしといたほうがいいかもしれません
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https://ja.wikipedia.org/wiki/%E3%82%A2%E3%83%8E%E3%83%9E%E3%83%AD%E3%8 2%AB%E3%83%AA%E3%82%B9 こんな感じの生物です。 アノマロカリスですね。 そして、古生代の初期にオゾン層が形成されたんですが シアノバクテリアによって、 光合成で酸素濃度がどんどんどんどん上がっていって 酸素が大気 中に蓄積されていって 紫外線の作用で、 オゾンになって 地球に届く紫外線の量を減らしてくれたおかげで 生物がどんどん陸上に進出するようになった わけですね これがシダ植物になってさらに裸子植物になって(今で言うイチョウとかソテツの祖先ですね) 動物も魚類だったのが両生類とか爬虫類になりました 古生代末は大量絶滅が起こってしまった 中生代 植物面では、裸子植物が繁栄してから被子植物が出現して 動物面では、爬虫類が繁栄してから哺乳類が出現して ほとんどこの時期に、 隕石の衝突によって大量絶滅が起こりました 示準化石はアンモナイトを覚えてくれればいいかなと 新生代 植物面では、被子植物が繁栄 動物面では、鳥類や哺乳類が繁栄してる時代ですね 中生代は哺乳類がめっちゃちっちゃい だけど、 恐竜とかがいなくなってから大きくなっていった んですね 示準化石は大型哺乳類って感じですね
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出現するタイミングと繁栄するタイミング 紛らわしいからちょっとよく覚えてもらいたいなと思い ます 生物の進化 ③ 転写・翻訳(生物基礎)、 突然変異 次に、 突然変異を勉強するのに、ちょっと生物基礎の知識がないと困りますのでおさらいという 形で生物基礎レベルの話からやっていきます (生物でも、 転写と翻訳は習いますが 今回は生物基礎レベルでしか使いません) 00000 00000 転 DNAポリメラーゼ 0000α 翻訳 リンパウ こちら先ほども使いました 生物の体内で、 遺伝子が遺伝情報を持っているんですが その遺伝 子の本体がDNAと呼ばれるものでしたね 簡単に言えば、DNAという物質が生物としての設計図みたいなことなんです そしてこのDNAは 塩基がずらーっとあってこの並び方が塩基配列でしたよね この塩基配列の情報に基づいて、タンパク質が合成されますよと この合成されたタンパク質によって、 その生物の形質 (生物としての特徴) が決定付けられている んだ この合成されたタンパク質って、 生物の体の中で、いろいろな働きをやってくれるんだ アミラーゼなど酵素としての働き、 コラーゲンなど構造タンパク質としての働き インスリンなどホ ルモンとしての働き 他にもたくさんありますがどんどん上げていってしまうとキリがないので、この辺にしておきま しょう。 生物の個体 同じ種の生物であろうとも、体の大きさ、外見的なものであったりその基本的なも のの上に成り立つ行動だとかいろいろなものがありますよと それでは、ここから 転写・翻訳を見ていきましょう DNAは遺伝子の本体であって、設計図みたいなものだと言う事はもう大丈夫ですよね そしたら設計図として働くのってどういうことなんかな? DNAの情報に基づいて、タンパク質が合成されるのはどういったプロセスを経て やってるんか 見ていきたいと思います
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転写 「翻訳」 DARMA タンパク質 セントラルドグマ めちゃくちゃ字が汚いですが、 結論を言うとこれです まず覚えて欲しい用語があって DNAの情報に基づいてタンパク質が合成されることを遺伝子の発現と言います ちょっとね、皆さん漢字間違えないようにしてほしいので 発言 と書かないでくださいね。 そして、この言葉はめちゃくちゃ出てきます だから、この文字列を見たときにあータンパク質が 合成されるんだみたいに思っといてください そして、この流れの中で、 2つ覚えて欲しいことがあって まず、最初にDNAの遺伝情報 ATGC、、、とかありますよね これがRNAの塩基配列になるんだ とこの部分のことを転写といいます ここでDNAとRNAには4つ違いがあるんですね ちょっとこれを書いていきたいと思います。 名称 DNAはデオキシリボ核酸 RNAはリボ核酸 糖 DNAはデオキシリボース RNAはリボース 塩基 DNAはATGC RNAはAUGC 構造 DNAは二重らせん構造 RNAは1本鎖 RNAもDNAと同じように、 ヌクレオチドがいくつもつながってできているものなんだけどこういっ た違いがあるんだよっていう話です ちなみに塩基のUとありますが、これをウラシルといいます 塩基の相補性がありましたが Aとペアを作るからTの代わりがUなんだなと思っといてください そして話は戻りまして RNAの塩基配列 AUGC、、、 みたいなやつですねこいつを元にしてタンパク質のアミノ酸配列に 情報が変換されていくとこのことを翻訳といいます この遺伝子が発現する過程が転写と翻訳なんですね この2つの過程からなっているんだなこ の内容はめちゃくちゃ重要なので、覚えとくように と言ってもなかなかイメージがしにくいですよね
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皆さんは料理を作ろうとしています 料理本 (DNA) は分厚くて使いにくいじゃないですかですけど多少は頑丈ですよね。 そして使いにくいため、コピー機で1枚のペラペラな紙にします このペラペラの紙はRNAです この情報をもとに料理を作るこの料理がタンパク質です こんなイメージでどうでしょう だからDNAは、設計図の原本みたいなものでそこでタンパク質を作りたいですなとなったとき に全部を利用するわけではなくてその特定のページとかを使いたいからこれでコピーをとって RNAという部分的なコピーができました 原本は大事だから頑丈なんですところがRNAに関しては、正直何回も何回も使うもんではなく て別に使い終わったら捨ててもいいやみたいな感じですから、 少しもろいんですね そして、部分的なコピーであるRNAを元にしてアミノ酸がくっついていってタンパク質が形成され ると こんな感じで、 DNAの塩基配列がRNAの塩基配列 RNAの塩基配列がタンパク質のアミノ酸配 列 こんな具合に情報が変換されていくわけですがこの情報の流れの原則のことをセントラルドグ マといいます さらに転写と翻訳をもうちょっと詳しく見ていきたいなと思います 転写とはDNAの塩基配列に基づいてRNAの塩基配列が合成される過程の名前でしたね ここで1つ厄介なことが DNAの塩基配列と全く同じものを合成するわけではなくて 相補的な塩 基配列を持つRNAが合成されるっていうところです 言葉だとちょっと難しいので、噛み砕いて説明しますね DNA AT G C TAC G T A C G AT G C 転写と複製がちょっと似てるんですけど 転写は1部だけ 複製は全体ですからね 別にそれはどうでもよくはないですけどここでちょっと転写を詳しく見ていきたいと思いますね DNAは2本のヌクレオチド鎖でできるんですよね 鎖が2本ほどあると思うんですがこれがDNA だと思ってください。 そしてこの2本の鎖は相補的ですよね 2つの鎖が互いに向き合ってびしっと閉じた状態 そうすると中の情報なんて読み取れないわけ ですよ
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だから開いてあげないといけないとそして画像では1部が開いてますよね。 転写するのは1 部だけだから だから、部分的に開いてある感じですかね 相補的だから Aに対してはTがGに対してはCが みたいな具合ですよね これに基づいたRNAが合成されるわけですよね 転写では開いた後の片方の鎖を参考にしてRNAを合成するんだ 開いて2つの鎖になっている けれども 本当に参考にするのは片方だけ ここでも参考にされる方の鎖を鋳型鎖といいます 大体の教科書だと下側が鋳型になっているので下のほうの鎖を鋳型としましょうか そして相補的なRNAの鎖を青色で書いてみますね DNA T A T G C TA GC 47 VA C AT G C こんな感じになります チミンに対して相補的なアデニンがついて 次がちょっとアレですね アデニンに対してチミン! ではなく RNA ですからウラシルになります そんなこんなってどんどんくっついていって、鎖ができると このように写し取ってできたRNAを特にmRNA (伝令RNA)といいます RNAの1種ですね。 そして、これの読み方ですがメッセンジャーRNAと読みます。 そして、出来上がった青色の文字で書かれたやつね RNAの塩基配列は上側の鎖と構造が何 か似てますよね もともと、下側の鎖に対して上側の鎖ってのは相補的なものだったし 今作られたRNAの塩基配列も相補的なものですからね だから、この2つの鎖は 結構似ているものなんだなと では、次翻訳を見ていきますよ 翻訳とはRNA (特にmRNA) の塩基配列に基づいて、タンパク質が合成される過程であると mRNAの塩基3つの組み合わせによって1つのアミノ酸が指定されるという形を取ります それが 繰り返されることによってタンパク質ができていくみたいな感じなんですね。 転写の場合はDNAの塩基配列からRNAの塩基配列だったから塩基配列だからね移しとるだけ で完結したんだけども 翻訳の場合は塩基配列からアミノ酸配列ですからね 情報が大きく変わるから、 ちょっと要注意ですね
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転写の時に青色で書いたRNAの塩基配列をちょっと今から翻訳してみましょう mRNAの三つ組の塩基のことをコドンといいます 塩基の3つの配列のことをトリプレットなって言 い方をするんですけど、 その中でもアミノ酸をするやつをコドンというんですね ANA ACGC UAG C コドン C ERNA アンチコドン チョアスパラギン 何かのつ アシ酸 暖 こんな感じですね それぞれ3つに囲んでみました こういった配列に対して tRNA (転移RNA、運搬RNA) と呼ばれるやつがやってきます こいつの読み方 トランスファーRNAと読みます そして、こいつも塩基を3つ組で持っていましてちょうどコドンと相補的になるんですね だから、最初の3文字に関しては Aに対応してU Uに対応してA Gに対応してCなるわけで UACとなりますね このtRNAが持っている相補的な塩基3つ組をアンチコドンといいます そして自分の持っているアンチコドンに対して特定のアミノ酸を引き連れているというか持ってる んですね UACに対応するアミノ酸ですよね 画像でチロシンと書かれていますが 3つの塩基からは1つのアミノ酸が指定されるけど、それぞれの対応関係は覚える必要がないで す 正直私も覚えてません そして、アミノ酸がどんどんつながっていて、 タンパク質ができているよねと それでは 生物基礎のおさらいはここまでにして突然変異についてやっていきたいと思います ちょっとこの分野はかなり長続きします まず覚えて欲しい用語で 同じ種の中での個体 その中でも、例えばアサガオ 自分で画像とかを調べてもらいたいんです が、いろいろな種類の色とかあるんですよ 花の色とか形がいろいろ違うんですが
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こういったもの 同じ種の中で見られる形質の違いがあるわけですよね この違いのことを変異といいます この変異を2つに分類すると、 遺伝するものと遺伝しないものに分かれるんですね その中でも、 遺伝する方を遺伝的変異 逆に遺伝しない方を環境変異といいます この遺伝的変異が起こる理由は突然変異ですね 突然変異... DNAの塩基配列が何らかの要因によって変化すること ちょっと環境変異と遺伝的変異を見ていきたいと思います 環境変異の例を出すと、 食べ過ぎて太っちゃったよとか 後世に遺伝しないようなこと ところが、遺伝的変異は後世に遺伝してしまうわけです この章のタイトルが「生物の進化」 ですので 進化に関わるのはどっちかと言われたら 遺伝的変 異の方になります そして、この遺伝的変異を2つに分けることを考えるとレベルごとっていうんですかね 塩基レベ ルと染色体レベル この2つのレベルを見ていきたいなと思います 山 誤 T G C A C G CA まず塩基レベルで見たときにこの本来こんな感じであるべきだ だけど DNAの複製のミスとかでこれが配偶子とかであった場合に、 次世代にどんどんどんど ん引き継がれてしまうわけですからこのDNAの違いと呼ばれるものが次世代に引き継がれて いってしまうよね 個体ごとに違いが生まれる原因になっちゃうわけだ では、もうちょっとDNAレベル 塩基レベルの話を見ていきたいと思います DNAの塩基配列に変化が生じる突然変異 大きく分けて3種類 1番最初の画像のやつはもともとの塩基があってそれが別の塩基に置き換えられているんで すねこの本来の塩基とは別の塩基に変わってしまうタイプの突然変異 これを置換といいます
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INA ACA TGTTT A A A C C G TT T G G C MANA CCG GUVUAAA ファニルアラニン Gbc. プロリン 置換が行われるとどうなるか 1つの文字が変わったらそれを元に転写とか翻訳とかをしたりす るわけだから 本来とは全く違うアミノ酸ができたり これが本来の正しいものとしましょう 本来だったらこんな具合にちゃんとしたアミノ酸ができま す。 ところが置換が起こりました。 DNA TGTT ACA A A C A A T A G G G 1 4G 転 IN mANA U G U V A AUGG ファニルアラニン アスパラギン プロリン こんな感じになっちゃいました 本来はリシンができるはずなのに1つ変わってしまったことによってアスパラギンができてし まってるわけです それでは、もう一つケースを見ていきましょう
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INA TGTT ACA IN CC G A G G mRNA U G AA PCCG GGC- ファニルアラニン 終止コドン プロリン 次も青色で書かれているところが置換してしまったんですが さて終始コドンになっちゃいまし た。 つまり、緑の区切りのところで終わりですよと 本来、もっと続くはずなのにここで途中で打ち切られてしまった 置換によってこういうことも起こり得るわけですこんな具合に別のアミノ酸が指定されてしまった 本来できるよりタンパク質が短くできてしまう こんなことが起こり得るんだってことがわかったと思います ただ、場合によっては置換が起こったとしても別のアミノ酸が指定されるケースの方がほとん どですけど実はアミノ酸が変わらないことだってあります 逆にタンパク質が長くできてしまうこと もあります。 もう一つ、コドンが UUUそれで1番最後の部分が置換の影響を受けてUUCになったとしましょう 実はこれ指定するアミノ酸はどちらもフェニルアラニンです。 ところが遺伝子は異なる 同じアミノ酸を指定するんだけど、 こんな感じで、1つの塩基による塩基配列の違う遺伝子のことをSNP (一塩基多型)といいます これ読み方 スニップ と読みます ちゃんと定義しておくと 個体間で見られる1つの塩基での塩基配列の違い 「あなたのフェニルアラニンと私のフェニルアラニン 同じ遺伝子が指定する同じアミノ酸だけど 実は塩基配列レベルで見てみると、 異なってるんだよ」 ということですね 今回、フェニルアラニンで例を出しましたけど、 他に対しても言えることですからね そして1つのアミノ酸を、 複数種類のコドンで指定する場合が多いですよね そうすると今やりま した通り 置換が起こってもアミノ酸が変わらない場合がありますこれを同義置換と言いますの で、合わせて覚えておくといいでしょう 置換についてかなりやりましたが、 次から入り込んでしまうとか欠けてしまうことについてやってい きたいなと思います
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DNAで別の塩基が勝手に入り込んでしまう そうすると読み枠がずれてしまうから 本来とは違う アミノ酸ができてしまうこの勝手に入り込んでしまうことを挿入といいます 置換の時に使った塩基配列をそのまま利用しましょうか そこにどこかにぶち込みます。 DUA TGTT TGA A AA A C C G ACA A G G mRNA UGUUUGA AA CCG.. フェニルアラニングルタミン酸 トレオニン こんな感じですね 今無理矢理青の部分をぶち込んだ結果 1つ分だけ読み枠がずれてしまう現 象が発生しますこれが挿入です。 その結果全然違うアミノ酸ができてしまいました。 一方で、1つ欠けてしまったらどうでしょう ちなみに塩基が欠けることによる そうすると読み枠が ずれてしまうわけですよね。 欠けてしまうことを欠失といいます DUA T GTT AA CCG ACA G G Het IN 転 mRNA G A AA C C G ロイシン アスパラギン こんな感じですね 上側で赤でバツされているところが塩基が欠けてしまっている部分ですね そうすると、その部分がないことになるので 読み枠が1つずれます
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こんな感じで、 挿入と欠失に関しては両方とも遺伝子領域の3つの塩基ごとに読み枠がずれて いってしまってるこの読み枠がずれることをフレームシフトといいます このフレームシフトが起こったところ以降が全部ずれていくんですよそうなるとどうなるかわかり ます? 突然変異が起こったところ、 以降がめちゃくちゃアミノ酸配列がちゃんとしたものとは、 全然違う ようになっちゃって 形質とかめっちゃ変化するわけで。 それでは続きまして染色体レベルの方を見ていきたいと思います ここで4つ出てきますけど、ちょっと難しいやつはバインダーを用いて考えましょう プリントとかがたくさんあってそこにどういう状況にあるのか それ、あくまで比喩とか例えになりますので その前に染色体とは何か確認しておきましょう 真核生物においてのDNAは鎖状の断片に分断されているみたいな感じなんですね 結構バラ バラにちりばめられているみたいな。 ヒストンと呼ばれるタンパク質に、DNAがぐるぐる巻きになっててそれがめちゃくちゃつながっ て、クロマチン繊維と呼ばれるものができますがそれがめちゃくちゃ凝縮した形。 これが染色 体となります ちなみに、ヒストンにDNAが巻きついた構造のことをヌクレオソームと言いますので覚えておきま しょう DNAってめちゃくちゃ長いんですよ 大体1.8mとかそれがヒストンに巻きついているおかげでコ ンパクトにまとまってるんですね この染色体を引っ張ってきて伸ばしてあげると 遺伝子があるって感じなんですね タンパク質の アミノ酸配列の情報を持ちますよとかこういった特定の働きを持つ領域が遺伝子になります。 全体が情報を持っているかと言ったら、そうではないってことです それでは、 染色体突然変異の方をやっていきましょう
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正常 欠先 重複 転座逆位 a a a a この4つがあります 1番左のやつがちゃんと正しいものとして明らかにおかしいところは青で書かせていただきまし た 突然変異によって染色体の構造って変わってしまうことがあるんですね ちなみに、画像に書いてあるabcdはわかりやすくするために領域として振らせていただきました それぞれの領域の名前だと思ってくれていいです 欠失… 染色体の1部が失われることこの画像を見てもらうとcが抜けてますよね リングノート(バインダー)とかにプリントとかが綴じてあってそのプリントが1部抜けてしまったよ みたいな感じです そうすると、抜けてしまった分の情報はなくなっちゃいましたとなるわけですね 重複…染色体の1部が繰り返されること aが1つ分だけ余計に多いわけですね バインダーの中にあるプリントをパラパラパラってめくってあれさっきもこれおんなじのあったな みたいな感じです 転座……染色体の1部が別の染色体につながってしまうこと これがちょっとイメージしにくいかなと思うんですが eで書かれているのは別の染色体のやつで す。 それがくっついちゃいましたよ バインダーで理科のプリントしか綴じてないのにあれ、英語のプリントがあるぞみたいなこ 本来ないような情報がある感じです 逆位… 染色体の1部の領域の順番が入れ替わること bcが上下入れ替わっちゃってますよね バインダーのプリントを何枚かとって上下逆に入れるみたいな感じですね そうすると、1部の情報がこういう風に逆転しちゃうわけです
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染色体上に遺伝子が乗っかっている形を取るわけだから 遺伝子の情報が崩れてしまうわけで すよね これが生殖細胞とか染色体に突然が生じて、 アミノ酸が変化してしまうとこれが接合(受精)を 通して次世代にどんどん伝えられますよと ちょっと新しい言葉が出てきたので、ちょっと定義付けしておきます 接合、、、 配偶子同士の合体 また接合の結果生じた細胞を接合子といいます 特殊な場合で、精子と卵 これが接合することを受精と言い、受精の結果生じた接合子を受精卵 といいます それでは最後に倍数体と異数体についてやっていきましょう 倍数体… 染色体のセット数(ゲノム) が正常の個体と比べて増減している 例えば、 皆さんは、お父さんとお母さんから1セットずつ計2セット 遺伝情報が存在しているわ けですがそれが4セットとかになってしまったとか。 もともとのセット数が変化してしまうのが倍数体です 基本的に染色体のセット数がそっくり2倍とか3倍って感じで整数倍になっているこれを倍数性っ て言いますが、倍数性を示す個体が倍数体です。 異数体… 染色体の数が正常な個体と比べて数本ほど増減 どこかの染色体が通常と比べて多くなったり、 少なくなったりって感じですね 生物の進化④染色体と減数分裂・遺伝子 それではまず染色体の構造から見ていきます 染色体はヒストンにDNAが巻きついてできたヌクレオソームがありました 生物基礎履修されて いる方は細胞周期大丈夫ですよね この時期に応じて分裂期だと 糸状の分散した形で存在しているから見えないんでした 有性生殖を行う生物では 減数分裂によって精子と卵と呼ばれる生殖のための特殊な細胞がで きるんです この特殊の細胞の名前のことを配偶子といいます それで染色体では父親と母親から染色体をもらうんですね つまり核の中には、お父さん由来とお母さん由来の受け継いだ形と大きさが同じ2組の染色体が できるんですねこれらのことを相同染色体と言いました ヒトの場合 父親由来が23本 母親由来が23本 合計46本あるわけですが この状態を2n=46として表したわけです そして、多くの遺伝子はそれぞれ決まった位置にあるんですね 染色体上に決まった位置があ りますこの位置のことを遺伝子座といいます そこで染色体n = 23になるわけですが(2n=46の1次方程式を解いたら) 実は、これ性決定に関わっているものと 男女共通のものがあるんですね
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女性 男性 1, 2, 3 ... 21, 22, X 1,2,3... 21.22, X 1,2,3 , 21, 22, X 1, 2, 3 ... 21.22.7 実は、こんな感じになってまして 23本あるうちの22本が男女共通 1本が性の決定に関わるものになってます この22本の男女共通の部分を常染色体 対して1本で性の決定に関わっているものを性染色体 といいます 母親由来と父親由来 両方とも X染色体なのであれば、 女性 母親由来がX染色体 父親由来がY染色体なのであれば男性ってことですね 染色体構成の2n=46は2nは2セットありますよ 46は染色体は全部で46本ですよ。 こういったことを表しているわけですね これに付随して1つの細胞の核が持っている染色体の状態のことを核相といいます 核板 vur 核 2h 核 ん 相同染色体の1セットに含まれる染色体数をnという記号で、置き換えたときに 体細胞では2n 生殖細胞とかだとn として表します つまり、 通常の体細胞には相同染色体が2セットあるから2nね
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体細胞のように2nの染色体を持つ状態のことを複相 逆に、生殖細胞のようにnの染色体を持つ状態のことを単相といいます 相同染色体について、 もうちょっと深ぼっていきますね 同じ大きさと形の染色体で巻き付き方も同じである そんな時にこの2つの染色体を比較しましょ う その染色体上で遺伝子が占めている位置のことを遺伝子座と言いましたね そしたら、ここの遺伝子座では同じ遺伝子で全く同じ情報が書かれている ところが、もう一つを比較すると、 同じ遺伝子なのに、書かれている情報が少し異なる hom 同じ遺伝子 TO TA 同じ迚たる BとC アイル 要は、こういうことです 緑色の遺伝子座と青色の遺伝子座を比較したときに 両方とも同じ遺伝子座の遺伝子が同じものを指定した場合 両方ともAを指定した場合とします 緑色の遺伝子座ですよ。 同じですよね 一方で、青色のところを見てもらうと 同じ遺伝子座で 指定するものがどっちかがBでどっちかが Cなんですが指定しているものが異なりますよね。 同じ遺伝子座の遺伝子なのに、情報が異なるんです こんな感じで、同じ遺伝子座に複数の形質に対応する遺伝子が存在する場合にそれらの遺伝 子のことを対立遺伝子 (アレル)といいます そして、そういった対立遺伝子においては、違いがわかるようにAやaなどのアルファベットや記号 を用いた表すことが普通です この時に着目する遺伝子の遺伝子座がAA、 aa のように同じである個体 言い換えれば同じ 遺伝子を2つ持つ個体 これをホモ接合体 一方で着目する遺伝子の遺伝子座がAaのように異なるような個体 これをヘテロ接合体と言い ますので、覚えときましょう それでは、減数分裂についてやっていきましょう 最初に体細胞分裂と比較した時にどのような点が違うのかを見ていきたいなと思うんですが
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減数分裂は、 M期が2連続やってくる そして相同染色体がくっつくんですね。 減数分裂… 配偶子形成の過程で、 染色体数が半減する細胞分裂 この染色体数が半減する事は絶対覚えといてください 減数分裂第一分裂前期、、、 体細胞分裂と同様 核が消失して染色体が凝縮する様子が見られる ただ違うのは 相同染色体同士がくっつく現象が起こります この現象を対合といいます 相同染色体が対合したものを二価染色体といいます ちなみに対合したあとは動原体と呼ばれるものによって引き剥がされるんですね だからせっか くくっついたのにまた離れてしまう これ何の意味があるんかっていうとそれを今画像で見せますね 相同染色体に色をつけてみます こんな感じですかね 対合している状態から 部分的な交換が行われているんです 対合したときに染色体の1部がね じれて交換が起こる。 こんな感じで、 染色体の1部が入れ替わることを乗換え その結果、 染色体上にあった遺伝子の 組み合わせが変わっちゃうよねこれを組替えといいます そしてこの染色体のところで、 ねじれた部分はX字型になるんですね 交差しているところ。この 部分をキアズマといいます 前期では紡錘糸が伸び始めて 中期に動原体と結合して染色体を赤道面に並べます 動原体、、、 2本の染色分体がつながっているところ 中心体が両極に分かれてその周囲に星状体と呼ばれるものを作って 紡錘糸が伸び始める ※植物の場合は中心体がないため 極帽と呼ばれるとんがり帽子みたいな感じで紡錘糸が形成 される 後期に相同染色体同士が対合しているところを引き剥がすんですねこれにより両極に移動しま す
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終期は体細胞分裂と同じように核が出現して 終了って感じですかね ところが 減数分裂はもう1周あるんですね 1周目はほとんど体細胞分裂と似たり寄ったりでしたけれども 2 | GISG前中後終前11後 終 この青色はDNAの量の変化ですね 大体こんな感じになっています。 特に第一分裂期に関しては対合とか以外に関してあんまり変わらないので 生物基礎の説明 を見てもらったほうがいいかなと思うので、割愛させていただきます それでは、第二分裂期から見ていきたいなと思いますね 第二分裂の前では、 DNAは複製され ないことに注意しましょう。 同じように前期では核の消失や紡錘糸が伸び始めたりする 中期にはそれぞれの染色体が赤道面に並ぶ 後期にはそれぞれの染色体が両極に移動する 終期は核が出現したりして、 染色体が元の状態に戻ったりするわけです 言うてほとんど変わり ません。 この減数分裂によってできる遺伝的な多様性を見ていきたいなと思います そして、教科書には、こう書かれてるんですよ 「n対の相同染色体を持つ細胞から生じる娘細胞の染色体の組み合わせは、2"通りとなる」 複数の教科書を見てると、こんな感じで書かれているわけなんですが これイメージしにくいと思いますのでヒトを例に考えてみましょう 例えば、ある方がいたとしましょうXXで女性です。 父親由来のものと母親由来のものどっちもX ってことでしたね。 X染色体でした。 それぞれ番号振ってあげましょか 卵にも1,2,3、、、 21,22,X みたいな感じであるわけですよ この1は母親由来か父親由来かわ からない 2とか3とかも同様ですね つまり、2択なんですよ そしたら父親由来と母親由来のことを考えて何パターンありますか? つまり2択を23回行うことになります つまり223通りあるわけですよね。
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仮にタマネギこの生物だと2n = 16なんですね ヒトの2n=46は覚えてもらいたいですがタ マネギは覚える必要は無いかなと思いますが。 そうするとタマネギは n = 8ですよね そうすると、 2択が8回続くわけですよ 26通りありますよね。 そして、先程の画像もう一回貼りますね こちら青色父親由来 赤色母親由来としてみます 染色体の乗換えが起こっているとこれが1つの染色体ですよと言った時にね ここは父親由来の部分だけど、こっち母親由来の部分じゃんて 青と赤が混じってるような感じになってますよねだから乗換えが起こると2" 以上の多様性が出て きてしまう 父親と母親由来でどっちですかっていうのでも遺伝的多様性は増えるし 乗換えが起こることに よっても、多様性は生まれてしまうと これが言いたかったわけですね 生物の進化⑤ 独立と連鎖 この分野がかなり難しいので説明していきたいと思います しかも、ここは基本的に計算として出てきます ヒトの遺伝子は大体20,000個あるって言われてます これが23本の染色体に入ってるんですよ。 染色体が切れない限りは1つの染色体上に複数の遺伝子が存在するってことになります 母由来と父由来 それぞれから染色体を受け継ぐ 染色体1個につき、 遺伝子は大体20,000個 こうなると、 1つの染色体上にめちゃくちゃたくさんの遺伝子が乗っかってることになりますよね そうすると、 2つの遺伝子の伝わり方 その組み合わせを見てみましょうとなったときに同じ染色 体上にある時と異なる染色体上にある時で伝わり方が全然違うんですよ
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今からやっていくのは遺伝子の位置関係って話です これを気にしないといけないので。 ここで出てくる独立と連鎖は位置関係を表す言葉だという認識を持って欲しいなと思います 連鎖 独立 こんな感じで遺伝子が異なる染色体上に存在する場合のことを独立 AとCとかAとBとか aとbとかそんな感じのやつですね 今回の画像で言いますと 遺伝子が独立している場合にこういった独立している遺伝子同士は配偶子に独立して分配され ますよ ということです 一方でAとaみたいな感じで2つの遺伝子が同じ染色体上に存在している場合これを連鎖とい います 連鎖している。 遺伝子に関しては、移動が常に一緒になりますよと言う性質があります ちょっと独立と連鎖で難しい言葉を使ってしまったので 教科書には、こんな感じで書かれている と思いますがそれを噛み砕いて説明するのがこのノートですからね。 ちょっと染色体の例を変えます
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34 (0600 @ A それぞれ独立と連鎖でこんな感じで書いてみました まず独立している遺伝子同士は配偶子に独立して分配される ここなんだけれども。 上のカラフルなやつの左側のような体細胞があるとしましょう こいつから形成される配偶子の数の可能性として考えられるのは上の右のやつの4パターンです 異なる染色体上に存在するわけだから 配偶子にも個別に分配されますよってことですね 連鎖している遺伝子は移動が常に一緒となるこれがどういうことか 下の左側に連鎖している遺伝子を持つ体細胞があるとしてこれから配偶子を形成される可能 性として考えられるものが下の右側 この2パターンです そしたらまず独立の方から片付けていきましょうか Aaの染色体とBbの染色体があるとしましょう これが減数分裂をしていきます。 対合して分離していくわけです それでどちらか一方だけが配偶子に分配されると 仮にAaのどちらかが分配されたとて Bbのどちらが来ますかみたいな事は決まりません。 偶然Aが分配されたから Bだ bだ どっちが来てもいいんです ランダムです。 それが互いに干渉しないとか 影響しないって言ったほうがいいですかね これが先ほど画像の上の方でやったやつなんですがこれが減数分裂するとAB、 AbaBab の組み合わせが考えられてこの4種類が同じ割合で出てくる 1:1:1:1 そしたら、少し発展的な話にはなりますが ヘテロ接合とホモ接合を交雑していきます
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ある個体の生じる配偶子の遺伝子型の比率を調べるために接合体と交雑を行うことを検定交雑 といいます AaBb xaabb このケースが1番教科書とかに載っているので、解説していきますね まず、前半のAaBbについて これは先ほどやりましたが 4種類で同じ割合 1:1:1:1でしたね こ れは頻繁に出てくるので、 丸暗記しちゃっても大丈夫だと思いますAB、Ab, aB、 ab でした そしたら、問題は後半 aabb a同士が分離しても、結局はa b同士が分離しても、結局はb つまりabの可能性しかないんですよ 割合は1 つまりだこの2つを交雑してできるのは AaBb、Aabb、aaBb、aabbの4パターンで1:1:1:1 ここまではそこまで難しくは無いかなと思います ではその次だ両方がヘテロ接合同士だったら AaBb xAaBb まず、前半は4パターンあります 後半も同じなので4パターンあります。 4 × 4 = 16 つまり、これでは16パターン出るんですよ どういった組み合わせ またその比率ってどのぐらいですか? これは表で確認していこうかなと思います AB AbaB ab ARAABB AABLAaBBAabb Ab AABB AAbb AaBb Aabb aB AaBB Aa Bb aa BB aabb ab AaBbAabb aabbaabb こんな感じになるかなと思います それでですね、私この画像 表を作ると同時に4色使って○で囲ってます よくエンドウの種子の形と子葉の色で出されるので、それに置き換えてやってみますね 今回はAを丸型 aをシワ型 Bを黄色 bを緑色としましょう これが実はグレゴール・ヨハン・メンデル 中学生の時から聞いたことがある人物だと思います 遺伝でもすごい功績を残された方なんですが 実はこの法則 メンデルの法則の1つである独立 の法則って呼ばれるものです 注目する遺伝子が独立の関係にある場合に、 メンデルの独立の法則が成り立つとなっておりま す (関係ないですが 私が1番好きな歴史上の人物はメンデルです。)
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ちょっと話がそれてしまいましたが、 覚えて欲しい言葉があります 遺伝子の働きによって個体が示す形質のことを表現型といいます 基本的に遺伝子記号に[]を つけて表すことが多いです [A] みたいな感じですね そして、遺伝子には顕性と潜性があります これは皆さん多分知ってると思います。 要は表に現れやすいか現れにくいかってことです 今回 大文字で表されている方を顕性 小文字で表されている方を潜性としましょうか [AB]、、、 画像の赤色で囲んである所 それぞれの文字について どっちかでも顕性があれば そっちの表現型になっちゃうんで マス目を数えると9個 1AABB, 2AABb, 2AaBB, 4AaBb これで9つあります (両方顕性) [Ab]、、、 画像の青色で囲んである所 1AAbb、 2Aabb これで3つ (Aは顕性 Bは潜性) [aB]、、、 画像の緑色で囲んである所 1aaBB、 2aaBb これで3つ (Aは潜性 Bは顕性) [ab]、、、 画像の黄色で囲んである所 1aabb の1つだけ (両方潜性) よって、比率としては 9:3:3:1となる それでは続きまして、 連鎖のほうに入っていきます では、皆さん 乗換え覚えてますでしょうか? 減数分裂の際に 対合して二価染色体を形成して そこで部分的にくるんってなって 染色体の部分が交換される現象ですよね 仮に乗換えが起こらないと仮定して 対合して乗換えを行わないでただくっついて離れるだけ というちょっとシュールな場面を考えてみましょう 仮に AとBが同じ染色体上 aとbで同じ染色体上 みたいで考えると ただ、ただ移動してくるだけだから 比率としては1:1 なんですよね もともとの遺伝子の組み合わせの状態でその状態のまま配偶子に分配されるんで 乗換えが起こる場合を今度は考えていきますよ
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A a 減数分裂 10000 B b はい 乗換えが起こることでこんな意味わからないことになります 乗換えが起こった場合に元の遺伝子の組み合わせだけじゃなくて 新しい遺伝子の組み合わ せも生じるってところはちょっと押さえといて欲しいなって思います 本来 乗換えが起こらないとするのであれば 画像の右側の4つある方 それの端っこ2つのタイ プができるんですけど 乗換えが起こってしまったことにより、真ん中の2つ これが新たにできてしまったって感じです 乗換えは意外とレアなイベントなんですよ だからあんまり起こらないかな、、、 て感じ だから端っこ2つは多め 真ん中2つは少なめって感じになります そこで、計算としてよく出題されるのは組替え価の話です 組替え価... 生じた配偶子の中で 組替えの結果で生じた配偶子の割合 つまり%で表す 計算公式 組替えの結果生じた配偶子÷全部の配偶子の数 そして%で表すんだったら×100 ないといけないよね こういうことです 例えばAB:Ab:aB:ab=4:1:1:4 だとするのであれば 主に組替えによって生じるのは真ん中側 ですので 1 +1/4 +1 +1 +4 × 100 = 20 となるよって組替え価は20%だな とすることができます 生物の進化⑥進化の仕組み 自然選択・適応進化 ここで改めてですが、 進化についてちょっと定義しておきましょう 進化... 生物集団の遺伝的性質が世代を経るに従って変化していくことまた変異した割合が変 化することも進化に入る ここで生物集団と言ってますよね つまり進化って育成ゲームとかみたいな感じで 1つの個体で 起こるものではないんですね 1匹のモンスターが進化して強くなるとかではないです 生物的に言うとこの進化の使い方は間 違っている。
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正しい言葉に直すと変態と言いますね なので、例えば古生代のデボン紀に陸上に、 生物が進出していきましたが 正しい解釈としては 偶然遺伝子が突然変異とか何かして、 陸に上がれる生物が出てきたんだ な となります 進化は突然変異によって起こるもの そして先ほどやりましたよね。 変異は環境変異と遺伝的 変異があると そしたらその次ですね 1859年の出来事 イギリスのダーウィンさんこの方の著書『種の起源』 の中で提唱した進化説 自然選択説と呼ばれるものがあります これは覚えなくていいんですがこの方 ビーグル号と呼ばれる船 これに乗って、世界各地を 回って特にガラパゴス諸島のフィンチのくちばしとかが、島ごとに少しずつ異なるってことに気 づきました これが自然選択の考え方に大きく影響していったと言われております 自然選択(自然淘汰)... 個体間で生じた突然変異が、 特定の環境で生存率に差がある場合 有 利な変異を持つ個体が次の世代により多くの子を残すこと こんな感じで、 自然選択を定義してみました キリンで例えてみますか こんな感じでキリンが3匹います キリンの キリン キリン hhl この中でのキリンは突然変異が起こって首が長くなっちゃいましたという個体ね 突然変異によって形質が変わってしまったって感じです キリンは木の葉っぱを食べる動物なんですがまずこのabは同じ首の長さの個体 そうすると同 じ高さの木の葉っぱ赤で示しましたところです
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ここで木の葉っぱ(=エサ)の取り合いが発生します ただcに関してはabと比較すると首が長い個体ですのでより上の葉っぱを独占することができま すね。 この環境下では首の長い方が生存に有利となります そうすると不利な短い首のキリンは淘汰 されていってしまうわけです 生物集団に存在する遺伝的変異の中から生存と繁殖にとって有利なものが選択されていく そ れが遺伝していく。 だから長い首のキリンが多くなっていったってことになるんですね このように、 自然選択が進化に方向性をもたらして 生物集団に生存とか繁殖に有利な形質とか 遺伝子が広まっていくような進化 この進化を適応進化といいます ちなみに、このように生物が生息している環境の中で、 生存とか繁殖をするのに有利な性質を 持っていることまた持つようになることを適応といいます その有利さの指標として適応度もあります これはこの後説明しますね。 そして、例を見る前に、 自然選択による適応進化が起こる条件が3つあります ①集団内に違い(=変異) が見られること ②変異に応じて生存率や残せる子供の数に違いがあること これが少し難しいので説明しますと 言い換えるって感じですけれども。 生存に有利とか、不利な状況がありますよということです。 ③変異が次世代に遺伝すること この3つの条件が揃うと、必然的に適応進化が起こります ②について この有利不利はそれを決める要因ってなんですか? と言う話を少しだけします ね。 温度とか湿度とか光の量といった非生物的環境 そして、生物の間に見られる相互作用である 生物的環境 ちょっとこれも例を見ていきましょう 空……〇 海 a こちらペンギンです 絵は下手ですけどペンギンです。 ペンギンは空を飛べないけど、海は泳げ る動物です 鳥ですね。
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そして、陸と空と海で×をつけさせていただきました 陸上だと敵が居るわ 逃げたいな、、、 つまりあんまりよろしくは無いですよね 怖い生物とかい るかもしれないしそうすると海か空に逃げたいわけだ 実は、1部の本当に1部のペンギンは空を飛んでるらしいです、、、 さっきの発言とはちょっと矛盾 はしますが。 空に逃げたペンギンは、 ただ逃げれるには逃げれるんですよ 逃げるだけです。 そして、海に関しては逃げれます ただ逃げるだけに関しては空と海 別にどっちでもいいんで すよ ただ 海に逃げたペンギンに関しては、うれしいことに魚がいます 言い方悪いですけどエサが泳いでるんですよ? 明らかに空と海を比較したときに、海に逃げた 方が生存に有利じゃないですか このことから、 空は飛べないけど、 海は泳げるこのように適応していったわけですね このように 自然選択を引き起こす原因を選択圧といいます 陸上に自分より強い生物がいた 海に餌があった よってこれが選択圧なのかなと私は思って ます 実際はわかりません。 持論ですっ ではここから自然選択に関して本格的に4つほど例を見ていきます。 (例① 共進化 ②性選択 ③ 擬態 ④工業暗化) スズメが ランの花 fet では見ていきましょう こちらスズメガという生物とランの花ですね この画像の通りスズメガは口がめちゃくちゃ長いです ランの花に関しては花の奥深くに蜜を 隠しているんですがスズメガからみたらめちゃくちゃ長い口を使って蜜をゲットしたいわけです。 つまり、口の長いスズメガの方が生存に有利であるということがわかると思います 蜜までの距離が長くても吸うことができますからね ただ スズメガの口だけが長くなったらどうです?
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ランの花が考えてることスズメガについてくる花粉によって受粉したいんですよ ただ体がめ ちゃくちゃ離れているとしたら 花粉を手に入れることができないわけだ。 そうすると スズメガは花の奥にある蜜を手に入れたいから口を長くする ランの花は受粉したいからスズメガの体に近づけるように花を長くする そうすると、それぞれの違う異なる種の形質が選択圧になってるのがわかりますでしょうか こんな具合に互いの形質が選択圧となって 生存とか繁殖に影響を相互に及ぼしながら両者 に自然選択による適応進化が起こる現象を共進化といいます 一方の進化がもう片方の自然選択を促しますよって感じです ② 生存競争によって、 生存に有利なものが生き残るのであればクジャクのオスの羽の進化はどの ように説明すれば良いのか? 実は、この問題 ダーウィンを悩ませた問題なんですね この現象に対して、 ダーウィンは性選択の考え方を提唱しました メスがより大きくて綺麗な羽根を持つオスを交尾する相手として選んだからそんな感じの形質で 進化していったこのふうに考えたわけです 改めてこの言葉の定義をしておきます 性選択…配偶行動における同性間または異性間に見られる相互作用に基づく自然選択 ある生物Aがいます そしてある生物Bがいます これ同じ種だと思ってもらって両方ともオスとしておきます AとBがメスをめぐって争いが始まります そして何かしら有利な形質を持ってる方が当然有利 ですよね。Aの方が有利としておきましょうか そうすると、Aの方が勝負に勝ちました そうするとAの方が繁殖の機会をゲットできるため 子孫 を残すことができます 一方で、負けてしまったBに関しては 繁殖するための機会が失われてしまいますね つまりこい つの遺伝子は次世代には残りません。 これがずっとずっとずっと長い期間続くそうすると自然選択によって有利な方が残りますよね。 ③例えばハナアブという生物がいます ちなみにこいつは毒を持ちません。 ところが、ある日に、 突然変異によって毒を持つハチと同じような黄色と黒の縞模様みたいなね 感じになってしまいました。 そうすると、 捕食者は何か食べたいなと思って来るわけですよところがこの色だもしかしたら 毒があるかもしれない 勘違いが起こることで 捕食をしなくなるわけですよね 定義しておきます 擬態…捕食者から身を守るために、 動物の形態とか色彩 それが周囲の風景とか、他の生物に 似ること
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④ こちらをご覧ください この生物はオオシモフリエダシャク というガの仲間です 実は明色型 暗色型 の2種類があって 田舎の方では黒色は結構少ない 一方、工業地帯の 方では黒色の方が多いって感じなんですね 田舎の方であると、 樹木の木に地衣類が生えてて白色なんですけれどもこれが実は昔の話な んですよ 工業地帯も昔は白っぽかったんですね だから、白色のオオシモフリエダシャクがこの木にひっついていたとしてもあんまり目立たな かったんですね そして、ある出来事が起こります 産業革命ですね。産業革命以降、 工業地帯の方では実は木 の地衣類部分が工場からの排気ガスとかの影響で枯死します そうすることによって、 木が黒色になっちゃうんですね 黒色の部分にオオシモフリエダシャクがひっついていたらどうでしょう 捕食者とかに見つかりや すくなって食べられやすくなるわけですね そんな時に、 突然変異によって、 黒色のオオシモフリエダシャクが出現します 表面が真っ黒であれば、 これは有利ですよね だから、次第に黒色の羽根を持つ個体が割合としては増えていくことになります このように、 産業革命後の工業地帯で黒色型の個体の割合が増えていったことを工業暗化とい います どうでしょうか? ここまで4つほど自然選択の例を見ていきました。 ここ以降は 遺伝子レベルで見ていきたいなと思います 生物の進化⑦進化の仕組み II 遺伝子レベルで見る進化・種分化
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ここで意外と苦手な人が多い遺伝的浮動 この言葉が出てきます なぜか苦手な人が多いんで すよ。 でも、皆さんこのノートではこの苦手を解決させてやります まず、元の集団が持つ遺伝子から、 新たな集団が持つ遺伝子に変化するのには5個覚えてもら いたいんですが そのうちの3つは、このノートにて解説してます 突然変異 交雑 自然選択 そして今から新たにやるのは 隔離 遺伝的浮動 これが遺伝子頻度が変わる要因みたいな感じだと思っといてください 遺伝子頻度... 遺伝子プールの中の何種類かの対立遺伝子があり、それぞれの対立遺伝子が含 まれている割合 そして、個体群が持っている遺伝子全体のことを遺伝子プールといいます そしてこのほんとに 偶然による遺伝子プールの中での遺伝子頻度の変化のことを遺伝的浮動と言い 集団が小さく なると影響が小さくなる また集団内の遺伝子頻度では代を重ねても変化しないということで 個体群の大きさが非常に大きい 突然変異が生じない 自然選択が働かない。移出や移入が ない 集団内で自由な交配が行われる この条件が成立する場合には、こうなるよね これをハーディ・ワインベルグの法則といいこの 条件が全て成立するのであれば、 遺伝子プールの中の遺伝子頻度は変化しないこの状態を遺 伝子平衡という逆に言えば この条件が崩れるのであれば、 遺伝子頻度が変化して進化が起こる みたいなことを、いろんな教科書に書いてあるわけですよ 何がわかりにくくしているか 教科書 によって、言葉の定義をしているものと 言葉の定義をしていないものがある なので、一つ一つイメージでもいいから噛み砕いて説明しますね 個体群A- A A A A A 個体群A A O A 自然選 it @ @ @ @@ @@@@ まず、左側 矢印の前ね まず、どのように生物が進化するか これのおさらいです 個体群にたくさんの個体がいる中で赤色の文字で表したのが突然変異です この1部が突然変 異をするわけですよね。 他の奴らとは形質が異なる。 ただ、この赤色で示したやつが生存に有利な突然変異を起こした個体だとすれば自然選択が 働くことによって右の状態みたくなりますよね 突然変異を起こした割合が増えていくわけです
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でも、これって結局遺伝子が変わってるだけなのよ だから、 遺伝子について着目した時も同じこ とが言えて 例えば画像に文字がありますよねAと書いてあります aと書いてあるものもあります。 この文字は遺伝子だと思ってください 最初はAという遺伝子を持った個体がたくさんいる 1部Aだった遺伝子がaになった個体が出現し た ただ、それがaの遺伝子の方が生存に有利なのであれば 次の個体群ではaの遺伝子を持つ個 体の割合が多くなるよね もうちょっと具体的に見てみましょうか 遺伝子Aに着目した場合 Aの割合は 分子に置くのはAが9個であること 分母に置くのはAが9個であること+aが1個であること 合計 10ですよね つまり9/10 つまり90%って出せますよね 同様に画像の右側の個体群においてはAの割合は20%ですね こう見ると遺伝子Aの数は減ったよね 同じようにaの遺伝子についても割合を求めていくと 左側は10% 右側は80% つまり見るとです遺伝子aの数は増えたなと こんな具合に個体群における遺伝子の割合について見てみると その個体群がどれだけ進化し たかがわかりますね ざっくり言うと、この考え方が遺伝子頻度です だから、 求めたい遺伝子の数を全遺伝子の数で割り算してあげて得られる割合が遺伝子頻度で すね では、ここから自然選択とは無関係な偶然遺伝子頻度が変わることもあるんだよ していきたい なと思す 他の人に例を考えてもらったんですが
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個体群 (Aaj Aa) HA (A a 交配 (AaxAa) パターンAかけま A=1/2=0.5 a = 1 = 0.5 Aa lad パターン@AAが生まれる A = 12 = 0.58 a=1=0.42 A=1/1/18:0.5 a= = = 0.5 12 実際に計算してみました もともとの個体群がいます こいつは遺伝子Aについて遺伝子頻度が 0.5 遺伝子a について0.5 ここで自然選択が働いていないと仮定して AaとAaが交配することを考えます そうすると生まれる遺伝子の組み合わせによってそれぞれ個数をカウントしてあげると求められ るんですが 画像の通りになります ①のパターンでは変わってませんよね ところが②のパターンでは、遺伝子頻度が変化している こんなことが起こるわけです こんな感じで、 自然選択が働いていないのに"偶然によって"遺伝子頻度が変化することを遺伝的 浮動といいます そして、これは個体数が少ないほど影響は大きくなりますね これを瓶首効果 (ボトルネック効果) といいます 個体数が少ないほど影響は大きくなるってことを覚えておいて欲しいんです ただこの言葉は覚 えなくていいかなと (いろんな参考書を見てると書いてないやつが、 多かったり教科書にも基本 書いてないので) ここまでの話をまとめると、 遺伝子頻度で進化がわかるんですが遺伝的浮動みたいに遺伝子 頻度って安定はしないんですよね(苦笑) そこでですよ 遺伝子頻度が変動するような要因 これを洗い出そうとなりましてこのようにし て、生み出された法則がハーディ・ワインベルグの法則となります もう一回この5個のルール 今から書く5個の条件を満たす集団であれば 集団内の遺伝子頻度 は理論上変化はしませんよと
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①突然変異が起こらない (突然変異が起こらなければ、 集団内で占める遺伝子の割合は変わ らないため) ② 遺伝的浮動の影響を無視できるほど集団が大きい (集団に含まれる個体が多ければ多いだ け遺伝的頻度は無視できるほど小さくなりますよね。) ③自然選択が働かない (自然選択が働くことで、生存に有利だ 不利だ これが生まれてしまう と集団内の遺伝子の割合は変化してしまう。) ④ 自由に交配する (これが難しそうなんですが仮にモテモテの生物がいたとしましょう 交配 の仕方に偏りが生じてしまいますよね。 結果として、 集団内の遺伝子の割合が偏ってしまう) ⑤他の集団と個体の移出入がない (別の集団から別の遺伝子が入ってくると遺伝子頻度が変 わってしまいますよね) これらを満たして、 遺伝子頻度が変化しない遺伝子プールの状態のことを ハーディ・ワインベル グ平衡にあると表現したりします それでは、次に遺伝子頻度を求める式を導く方法 ここから難しいの とりあえず、適当な遺伝子Aとaを作って Aの遺伝子頻度をp aの遺伝子頻度をq とします 遺伝子頻度って割合ですから p +q = 1 になるのはわかると思います 100%ってことです。 そして、私の独特な書き方だと思うんですがこれが一般的なのかわからないんですけどね。qを 画像で書くとき、 数字の9と混同しないように。 ちょっと下の方くるんとさせて貰います。 このpとq こいつらを交配させたケースを考えていきます
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<p+q=1> A (P) 2 A (1) AA (P³) a (g) Aa (PA) a (9) An (PL) aa (1) AA: Aa aa = p²: 2pg: g" このようになりますよね 2 一応、表の下に書いてある式が 次世代の子の集団におけるそれぞれの遺伝子型と割合になり ますね では、実際に次世代の遺伝子頻度って変化していないのかを見ていくと 分母が全体で分子はAかaについてやってあげればいいわけですよね なので A、aのケースで pとqを用いて表していこうと思います
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A a→ こんな感じになりますよね potPg P't2pgto pgtg 2 p² + 2 p q + q ³ 2 ただこれだとA:aが1:1になっているかがわかりにくいですよねなので、それぞれの分子と分母 を因数分解してあげたいと思います。 P'+pg P't2pg+q pgtg 2 P(P+g) P 2 (Ptg) (P+g) g(p+g) q α- p ² + 2 p q + q = こんな感じになりますかね 2 (P+q) [P+g) 何をやってるか Aの分子 共通因数としてpを括っている 分母は因数分解の公式を使って やってます aのほうも同じように分子はqで括って分母は普通に因数分解の公式を用いてやってます そして、計算の途中で約分できる箇所があるのでそこでちゃんと約分をしてあげたら、1番右の 状態になります よってA:a=p:qが成り立ちますのでハーディ・ワインベルグの法則の証明ができました そして、最後に分子進化と中立進化って話をしていきたいと思います 突然変異によって起こるDNAの塩基配列であったり、タンパク質のアミノ酸配列であったりそん 程度 分子レベルの変化のことを分子進化といいます
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分子レベル見られる遺伝子の変化のほとんどって 自然選択に対しては有利でもなくて、不利で もない真ん中 中立的なものなんですね 生存に不利な形質は淘汰されていって中立的変 異と遺伝的浮動が原因となって進化が起こる と 木村資生さんが提唱したんです そんな対立遺伝子には自然選択なんてものは働かないんで遺伝子頻度なんて増えたり減ったり しませんよね と、いっても長期間で、これを見てみると、 偶然によって突然変異してしまったら 実は増えたり 減ったりします これが先ほどやった遺伝的浮動ですね このような自然選択には寄らないような遺伝子頻度の変化とか塩基配列の変化のことを中立進 化といいますなので言い換えるとするならば遺伝的浮動に依る進化となりますかね それでは、種分化についてやっていきましょう 皆さん、懐かしいでしょう 種 生物の分類上の単位で基本単位となるものですよね。 生物基礎で1番最初に習う単語だと思います 進化って大きく分けて2種類あります 形質が変わるようなものは小進化 種まで変わることを大進化と言うんですが 今から見て行くのは大進化の方です 種分化の種 自然状態で交配して子孫を残すことができる個体の集まりだと思ってください 子孫を残すと言いましたが 孫のところです 種の定義は何を持ってそう呼ばれるのかってのを見ていきます どういう時に同じ種なの? もしくは異なる種なの? これを見ていきたいんですね めちゃくちゃ有名な例になるんでしょうけどウマとロバ互いに交配すると 生まれた子供はラマ ですよね でこのラマは生殖能力を持っていないんです だからロマ・ウマを親としてラマを子として見 たときにですね それに当たる孫がいないんですよ。 別の種の生物同士が産んだ子供っていうのは生殖能力を持たない そうするとウマ・ロバは互 いに異なる種なんだって言うことができるんですね では、イノシシとブタではどうでしょうか こいつらがお互いに交配して イノブタと呼ばれる個体ができます イノシシ・ブタを親としてイノブタを子として見たときにですね それに当たる孫もいるんです。 つまり、生殖能力を持っている子供を残せるんだよってイノシシとブタは同じ種であると 種の定義は、生殖能力を持つ子孫を残せることっていうところにあるんです 残せるのであれば、同じ種だし 残せないのであれば、互いに異なる種なんだと
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それでは種分化という新しい用語について定義しておきます 種分化... 新しい種が誕生すること A こんなケースを考えていきましょう 実は、2つに分かれて今やってるのは異所的種分化と呼ばれるものです とある土地に植物Aが生えています だけど、海面が上昇することとかによって個体群が地理 的に分断されてしまった そのようなケースを下の図で表してます 地理的な障壁ができたって感じでしょうか そうしたことによって隔てられてしまったよ このような感じの隔離を地理的隔離といいます ただ、これが長期間続いてしまうと独自の遺伝的な変化が蓄積していくことになります 個体数は減ることによって 遺伝子頻度の変化は激しくなります それが長いことを続いてしまったのが下の図になります 全然違う植物の種になってしまった。 また、これが海面が戻ったとしても AとBの植物では種が異なることになってしまいますので正 常な交配ができなくなってしまいます。 言い換えると個体間で子孫が残せなくなってしまうこれを生殖的隔離といいます 改めて、この新しい2つの用語を定義しておきます 生殖的隔離、、、生物間で交配できない 交配しても、生殖能力を持たない子が生じる状態 これ どっちのことも指しますからね。 地理的隔離、、、ある場所に生息する同種の集団が、 山とか海によって隔てられて分断されること 基本的に地理的隔離を伴う種分化は異所的種分化という認識でオッケーです それでは、伴わないタイプのやつ 同所的種分化について見ていきたいなと思います
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実際に前見た自然選択のうちの性選択は行動的隔離に関するものですね それでは、リンゴミバエと呼ばれる生物の時間的隔離ってやつです リンゴに卵を産んでそこから生まれた幼虫がリンゴを食べるんです 北米あたりに生息している 生物ですね。 サンザシミバエから種分化したと言われてます サンザシに卵を産んでそこから生まれた幼虫 がサンザシを食べる ただ、研究者によるとまだ完璧に種分化は成立してはいない 着々と今なっているんだろうなみ たいな感じらしいですね。 今から200年前程度 ヨーロッパから北米にリンゴが移入されて サンザシを利用する集団の中 からリンゴを食べて卵を産むのに利用するようになったらしいです その後にリンゴグループとサンザシグループに分かれていってこの集団で生殖的隔離が生 じることになります その原因がリンゴの方が開花や熟すのに早いんですよ 熟すスピードに違いがあるわけです からリンゴを利用したほうが早く羽化する ミバエの繁殖期間は10日から2週間程度しかない これも要因として挙げられるんですが リンゴを利用してる方が、 早めに繁殖期間を迎えることができますよね 一方で、サンザシミバエのグループはいまだに羽化できていない リンゴを利用してるグループはそこだけで変化していくわけですよね サンザシミバエが羽化する頃にはリンゴミバエはとっくに繁殖期間終わっちゃってます だから、良いタイミングで出会うことがなくなっちゃうわけですよね 同じ空間で生活しているもの の時期のズレとかによって遺伝子の交流が行われない 徐々に遺伝的な差が増えていく これが主に教科書に載っているやつですね それでは適応放散について見ていきたいなと思います 皆さんはポケ○ン好きでしょうか? 例えばロ○ン 地方ごとに赤褐色の個体と白っぽいア〇一 ラの姿の個体がいますよね 地方ごとに姿が異なってますよね いく現象を適応放散といいます 単一の系統の生物がそれぞれの環境に適応して分かれて 同じポケ○ンでも環境に合わせて姿を変えてますよね それが遺伝的にも変化して、新しい種 になるわけです 一旦それを現実世界で考えてみましょう ちょっと話ずれますが、もともと、ペルム紀の頃は超大陸パンゲアって状態で それから三畳紀になると上側にローラシア 下側にはゴンドワナと呼ばれる大陸ができて 白亜紀になって 現在の大陸ができたって言われてます 一旦3つの種類の哺乳類を見ていきたいと思います
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単孔類 有袋類 まず、哺乳類は大きく3つに分かれるわけですが カモノハシみたいな単孔類 カンガルーみたいな有袋類 そしてそれ以外の真獣類 (有袋盤類) に分かれます 実は、しょっちゅう出てくる例が哺乳類なんですよ 実は、大陸移動でオーストラリアが1番先に離れていったって言われてます オーストラリアにはフクロモモンガであったりフクロアリクイといった 有袋類がいます ただ、こういった生物って、オーストラリア以外ではあんまり見られなくて代わりにめちゃくちゃ似 たような真獣類が見られるんです アメリカモモンガであったりオオアリクイであったり こういう関係性です 1020 適応放散 収車進化 フクロアリクイ オオ (iPad側がおかしいのか ペン側がおかしいのか普通に書いてるつもりが文字が途切れちゃって るんですよねなので、テキストの方で文字を書いておきます。)
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適応放散は共通の祖先が異なる環境に適応した結果 進化していったとか分かれていきました 一方でだ 生物上の分類は異なっても同じような環境に適応することで似た特徴を持つように なったこれを収束進化 (収斂) といいます 収斂→ 読み方 しゅうれん 生物の進化⑧進化の根拠 実は証拠って大きく分けて5個あります 化石系 発生 形態 地理的分布 生体分子 こんな感じで分けられていくんですが これを細かくやっていこうと思いますね それでは、まず化石の話をしていこうと思います 化石は示準化石 示相化石 生痕化石 系列化石 中間型化石とあるわけなんですけれども このノートを見てくださっている方で、 地学基礎を履修されている方 おそらく最初の3つは聞いた ことあると思います 化石… 過去の生物の遺骸、 生活の跡などが、 地層の中に保存されているもの 示相化石... できたときの環境を推定できる化石 当時の環境を知る手がかりになるものです 基本的に年代はわからないことの方が多いですね サンゴ、、、暖かくて浅い海 ブナ、、、寒い陸地とか 生物は種類によっては、ある程度限定された環境の中で生息する場合が多いから 現在、生きている生物と比較してみるとその生息した場所の環境を知る手がかりとなりますよ ねってことです 示準化石... できたときの地質年代を推定できる化石 地質年代、、、 地層の年代 だから、地層の年代を知る手がかりとなる化石のことです 過去の生物は、 生息した期間が短かったりでも、広範囲に分布する生物もいたわけですよ このような生物の化石っていうのはそれを含む地層が形成された時代となる手がかり 地質年代 の手がかりになるわけです 全然生息期間が長くても利用されるものはありますけどね 例を挙げるとホウサンチュウやプランクトンは海流とかがあることにより広範囲分布するし、 個体 数も多いからよく用いられています ちなみに、プランクトンは、 水中とか水面をプカプカ浮かんでて、自由に泳ぐ力を持たない生物群 のことです そして示準化石は、 生息期間が長くても進化の速度が早いとか、いろいろな形態に変化した生物 の化石というのもよく利用されます
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離れた地域で同じ種類の化石を含む地層は、同じ時代のものだって判断することができます つまり、場所が異なろうとも 同じ種類の化石を含んでいるから同じ生物が生きていた証拠じゃな いでか 同じ時代で推定できる理由は 生物が存在していた期限が限られているから このように、判断できるという法則があります この法則を地層同定の法則なんて言いましたよね だって、 示準化石の条件って生存期間が短いとか広範囲に分布していたとかあったじゃないで すか そうすると同じ時代であると推定できますよ 古生代 今から大体5.4億年前です 示準化石として、 有力なのはフズリナとサンヨウチュウ 中生代 今から大体2.5億年前とかですかね 大型の爬虫類である恐竜これとアンモナイト 新生代 今から6600万年前 ナウマンゾウとかビカリア 他にもいろいろいるので、後で見ていきたいと思います もうちょっと化石ありますよ。 覚えて欲しいのがあって生物の遺骸が残っているものって古い時代だとあんまりないわけです だから何が残っているかと言うと足跡だったり、巣穴とか生物が生活していた痕跡 これが化石と して見つかるわけです この化石のことを生痕化石といいます 次にウマの進化ですねもともと最も古いウマ 最古のウマと言われてるのがヒラコテリウム これが大体5800万年前程度 それがエクウスと呼ばれる100万年前から だから、 現代のウマはエウクスとなるわけです ヒラコテリウムは森林の葉っぱを食べたりそんな感じだったんですが 現在のウマは草原の 葉っぱとかを食べますよね 体が次第に大きくなって、 臼歯が発達していく。 草原で早く走って、 草本を食べる生活に適応して いったわけですね。 こういったものを系列化石なんて言ったりしますね。 では、次にこれは皆さん中学校の時聞いたことあると思います 翼を持って 体が羽毛で覆わ れており口には歯があって翼には指があって長い尾骨を持つ さて、この生物は何でしょうか? シソチョウですね。 これは翼を〜覆われておりここまでが 鳥類の特徴 ロには~を持つここは爬虫類の特徴 鳥類と爬虫類の特徴を兼ね備えた生物 こんな感じで、 進化の中間段階を示す生物の化石のことを中間型化石といいます もう一つ、例を上げるとシダ植物に似た葉っぱを持つだけど胞子嚢ができる場所に胚珠を持 つつまりシダ植物の特徴と種子植物の特徴を兼ね備えているものがあります ソテツシダで す。 シダ植物から裸子植物に進化したことを表している それでは、 化石系最後 これは厳密には化石ではないんですけど
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例えば、シーラカンス 現存する生物です ただ栄えていた時期は古生代から中性代なんですよ ね 魚類から両生類へ移行している そんな感じで過去に栄えていた生物の子孫で、 現在もその当 時の特徴を残している生物 とか、別の定義の仕方をしましょう 化石として発見されている生物に近い特徴を現在まで保って いる生物 これを生きている化石といいます メタセコイア オウムガイ イチョウなど 次に コウモリのつばさ クジラのひれ ヒトのうで https://chuugakurika.com/2018/03/23/post-2012/ 中学校の理科のおさらいになるんですが 例として、3つの生物の骨格 骨の構造って言ったほうがいいんですかね がありますね。 これは、いずれも脊椎動物の前肢の骨格となってます 形や働きが互いに異なっているただそれを骨の構造に着目してみると 同じような構造をしてい るのがわかりますよね 陸上で生活している動物だけではなくて 海の中で生活しているクジラのヒレ 飛んで生活をして いるコウモリの翼 泳ぐのに適していたり、 飛ぶのに適しているものでも基本的なつくりは同じな んだ こんなふうに形とか働きが違っていようとも、もともと同じで生息環境に適応していった結果 変 化したような器官を相同器官といいます そして、ある特徴が共通の祖先に由来した場合は、その体の部分を互いに相同であると表現す るんですね だから先程の適応放散とリンクさせて考えると良いかもしれません 相同器官がある それは 適応放散という現象があったんだなそれの証拠となるわけです
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おそらく、これは生物基礎では扱ってない 中学理科であんま触れることもない 中学校の理科 の教科書を見てみると、載っているものとそうではないものがある なので、初めて見る方は初めましてでしょうけど、覚えて欲しい用語があります 実はこれ今やってるのは何の証拠かって言ったら、 化石ではなくて 形態の観点から見てます つまり、生物の姿形だと思ってくればいいです 相似器官 ... 見かけ上の形態とか働きは似ているけど内部の基本構造とか発生起源は異なる 器官 相同器官とは、完全では無いけど、 大体逆のイメージを持ってくればいいです つまり、なんでこんなことが起こるか それぞれが似たような環境で適応していったから似たよう な形態を持つようになっていたわけですよね これと関連深い言葉があります 実は先ほど重要語として出てきましたが 収束進化 引用 https://www.kagome.co.jp/vegeday/store/202109/11397/ さて、これは何でしょうか この中で90%以上の人は食べたことがあるんじゃないでしょうかね ジャガイモ サツマイモですよね 農家さんの家庭の子 (私もそうなんですけれども) 聞いたことあるんじゃないですかね ジャガイモは茎で サツマイモは根だと 小学校とかだと学校に依ると思いますが、 芋掘り体験あ りますよね それでやったことがある人はわかると思うんですね。 実は、これ茎とか根が変形したものなんです これを 塊茎 塊根といいます 実は、これも 相似器官なんですよね どちらも栄養素を豊富に含んだ食べられる部分(可食部) ですよねだから栄養分が蓄えられてるって考えてください。
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だから、 栄養を蓄えなきゃいけないよねみたいな環境でだから似たような形態とか働きを取る わけですよね それでは次行きましょう 痕跡器官... 現在の種でほとんど働きを失っている器官 近縁種では発達してるんですけれども退化しちゃったって感じですね 痕跡だから今は使われてないけど、痕は残ってるんだよね 例えば、哺乳類の瞬膜とかといっても、 多分あんま聞きなじみないですよね カエルとかだとわかりやすいかなと思うんですが 眼の端っこのところに膜があるんですよ 目がパチっと透明な膜で覆われていると 実はこれが瞬膜 後はヒトの犬歯 尾骨などもそうですね それでは次は発生の観点から見ていきましょう 発生反復説 (生物発生原則)... 「個体発生は系統発生を繰り返す」と言う考え方 これは、ヘッケルという人物が考えたものになります 例えば、鳥類の窒素排出物とかを調べると 発生の初期にはアンモニアそして尿素を主に排出 しているそしてやがて尿酸と呼ばれるものを出すんですね。 これが魚類から両生類を経ては、爬虫類や鳥類に進化した順番になってるんですよ 「個体発生は系統発生を繰り返す」 こんな難しい言葉で書いてありますけど簡単に言うと 発生過程の間に、 進化の過程が再現されているんだと 脊椎動物の初期の胚はどれも似てるんだけど 発生が進むと、 それぞれの特徴が出てくるんだ よな 例えばゴカイと貝 動物の分類上ゴカイは環形動物 貝は軟体動物です これ、次の⑩の方で、 動物の分類はやります いずれもトロコフォア幼生と呼ばれるんですね 次に、地理的分布と生体分子の話をまとめてやりたいと思います 実は先ほど軽く話しました オーストラリアがかなり早い段階で切り離されちゃったんですよね オーストラリアの方では 有袋類 カンガルーとかですね 有袋盤類は母親の体内で、ある程度の段階まで育てて産む 俗に言う胎生ですよね 有袋類も胎生なんですけど 未熟の段階で産んで、 自分の袋の中で育てる つまり、他の大陸とかだと 有袋盤類の方が生存率として高いじゃないですかなので他の大陸 では意外と絶滅してます。 次にガラパゴス諸島とか小笠原諸島の話です 長期間他の地域と隔離されているような場所 ちょっと言い方はあまりよろしくは無いですけどそうするとその地域特有の種が見られるとこれ を固有種といいます ガラパゴス諸島では、ダーウィンフィンチなんて有名だったりしますよね 生体分子のほうも見ていきましょう
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共通性と類似性とあります 生体分子って体の中にある分子であったり 遺伝子とかであったり 共通性の観点で見ると、 すべての生物が遺伝情報としてDNAを持っていたり 後は遺伝暗号 表って習いましたよね mRNAとアミノ酸は対応しているんだと そして、エネルギー源としてATPを用いる すべての生物が、 同一の祖先から進化してきたことを示していると そして近縁種であるほど、タンパク質のアミノ酸配列とか、 DNAの塩基配列は似ている 逆に、分岐した時代が古い生物との間ではこういった違いは大きくなるよね 進化の過程で塩基配列が変化していって アミノ酸配列が異なっていたよっていうことを示すわ けです 生物の進化⑨生物の系統 まず、基本的な生物基礎のおさらいです 背骨を持つ動物の仲間 これを何と言いましたっけ? はい、大丈夫ですね 脊椎動物でした 脊椎は背骨ですよね そしてこの脊椎動物は大きく5個のグループに分けることができた 魚類、両生類、爬虫類、鳥類、哺乳類 さて大丈夫ですよね サンマとヒトは互いに違う生物です だけど背骨を持っていることによって同じグループに分類 されるわけです 分類... 共通性に基づいてグループ分けすること 生物の分類は、階層的になっているんですが 生物の分類 大 ドメインフ界フ門>網目〉科>属>種 こんな感じですね 進化的にめちゃくちゃ近い関係でよく似ている種は属としてまとめられて 共通の特徴を持つ属をまとめて科 そして、さらに、どんどん上位の階級に共通する特徴でまとめ上げられていくってことになります なので、下からでも上からでもいいから、とりあえずこの順番を覚えてもらいたいなと思います そして、この分類の階層のメリットとしてはどういった距離感なのかがわかりやすいと では、次に学名を見ていきたいと思います 学名…世界共通の生物名
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そしてこの名前の付け方なんですが スウェーデンのリンネさんが考えた方式で二名法を用いて表します これは 属名+種小名で表す方式になります だから、私たちヒトは ホモ・サピエンスと言ったりしますがホモが属名 サピエンスが種小名になります ちょっとイメージがつきにくいと思うので 属名が名字 種小名が名前みたいなイメージを持って もらえるといいですかね 例えばホモ・サピエンス ホモ・エレクトス この2つを比較したときに 属名が両方ともホモで すよね これ名字みたいなものですから なんか似てそうだなって 二名法のメリットは 類縁関係がわかりやすいって所 これがそれぞれ和名 (日本語の名前)だったら ヒトとジャワ原人 だからギリギリ 近縁関係あるんじゃないのかな、、、? くらいかな まだこれはマシなんですよでは ユリという植物 テッポウユリ ササユリ チゴユリ クワガタという昆虫 オオクワガワ コクワガタ ノコギリクワガタ さて、この中でそれぞれユリグループとクワガタグループで1つだけ属名が異なるものがある んですがわかりますでしょうか? 和名だとわかりにくいですけど二名法で表せば1発です テッポウユリ Lilium longiflorum ササユリ Lilium japonicur チゴユリ→Disparum Smila cinum オオクワガワ→ Dorcus hopei コクワガタ→ Dorcus rectus ノコギリクワガタ ProsePoccilus inclinatus チゴユリ・ノコギリクワガタ が正解になりますが
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それぞれの上2つ赤色で書かれているところは名字みたいなものですから近いグループなん だろうなっていうことが推測がつくと思います チゴユリやノコギリクワガタは属名が異なるので他の奴らに比べたら、 ちょっと離れてるグルー プなんだなと 実際にこうやって名前(学名)が付けられているのが190万種 そして実際にはもっとたくさんいる わけです そして、おさらいですが 生物の進化の道筋を系統と呼びこれを樹木のような図で、表したもの を系統樹って言うんでしたよね 今まで、 生物基礎レベルであれば 脊椎動物であったり、 植物であったりそういった系統樹を 作ってきたわけですが 今度は分子系統樹という新しい系統樹が出てきます そこで突然変異の話をちょっと取り出してくると 実はこれって大体一定の確率で起こるもので す この一定の確率で起こった突然変異が、 場合によっては集団の中に広まっていく だから、分子進化の過程でDNAの塩基配列であったりタンパク質のアミノ酸配列であったり ういったものが変化していく速度って大体一定ですよと この速度の変化とか一定性ていうんですかねこれのことを分子時計といいます それに付随して、今から分子系統樹の作成をやっていきたいと思います これちょっと難しいです けどご安心ください わかりやすく説明します 教科書に載っているようなやつヒト・ウシ・イヌ・コイのヘモグロビンα鎖のアミノ酸配列の違 いの数 これに基づいた分子系統樹を作成していきます それを利用して距離を求めていくので 1th 17 ウシ 2823 イヌ ヒト ウシ 67 6760 コイ コイイヌウシせん コイ 左の三角形の情報から 右側の分子系統樹と呼ばれる特殊な系統樹を作成していくわけですが ヒトとウシを比較すると アミノ酸配列の違いの数は17とあります ヒトと他の生物を比較するとウシが1番数が少ないですよね つまり違いの数が少ないってこと で1番近い関係性になってます だから、まず分子系統樹の上側のヒトとウシを作成することができますね
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ヒト・ウシと比較して、 次に近い生物はイヌですねヒトとイヌ 23 この情報からも、分子系統樹の続きを作成することができます ウシとイヌ→28 ヒト・ウシ・イヌと他の生物を比較するとといっても、、、 コイしか残ってませんね イヌとコイ→67 ウシとコイ→67 ヒトとコイ→ 68ですよね この情報より分子系統樹が完成します それでは、距離を求めていきましょう ヒトとウシ アミノ酸配列の違いは17である つまり分岐したところからヒト 分岐したところからウシ それぞれで変化が起こって、 その結果としてヒトからウシまでで17ですよ 分岐したところからヒトここで17の半分だから、8.5 分岐したところからウシここでも17の半分だから、 8.5 そしたら、次が厄介 ヒト・ウシとイヌではアミノ酸配列の違い イヌとウシは28 イヌとヒトは23 困ったなこれ 2つあるやん ということでこの場合は平均を取ります (28 +23)+ 2 = 25.5 だからヒト・ウシの平均からイヌまで 25.5の違いがあったと考えます 分岐したところからヒト・ウシの平均 ここで25.5の半分だから 12.75 分岐したところからイヌ 25.5の半分だから12.75 ただね ここまでの状況を図示すると 17 ウシ 2823 イヌ 67 67 60コイ コイイヌウシせん こういうことです 8.5 ヒト ウシ 12,75 コイ ただ、8.5で分岐してるところありますよね 赤色の上側の方ってどうやって求めればいいんだろう か この時は 12.75から8.5を引き算してあげればいいですよね よってこの赤色の?は 4.25 となります そしたら最後ややこしくはなるんですが イヌとコイ→67 ウシとコイ→67 ヒトとコイ→→ 68 平均求めていくと (67 +67 +68)+ 3 この計算すると 67.33333、、、 とずっと続いてしまいます のでどっかで打ち切りをして
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67.33となります これが完全な値ってわけではないので。 (67 +67 +68)+ 3 ≒ 67.33 となります 分岐からヒト・ウシ・イヌの平均 67.33の部分を半分にしてあげればいいから 大体33.67 分岐からコイも33.67ですよね 8.5 425. ヒト 1ん ? ウシ 17 ウシ 28 23 イヌ 67 67 イヌ 12,75 コイイヌウシせん ・コイ 33.67 今はこの状況です この緑の上側部分を求めてあげたいから 33.67 12.75 = 20.92 となります なので、結論としては 8.5 4.25. ヒト 1th 20.921 ウシ 8.5 17 ウシ 128 23 イヌ 仭 67 67 60コイ 12,75 コイイヌウシせん コイ 33.67 こうなります ではヒトとコイの共通の祖先が分岐した時期を推定しなさいなんて問題が出てきます ただし、このアミノ酸1つの変化に1000万年かかるものとする そしたら、私が教えててこれ多いなと思った間違いを1つ晒します ヒトとコイのアミノ酸配列の違いは68個だから、、、 68 × 1000万 つまり 6億8000万年前やな! みたいな感じで なんでこれが間違いか求めたいのが画像の水色の領域なんですよね
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4.25 8.5 20.92 ウシ 17 ウシ 2823 イヌ 67 6760 コイ 12,75 コイイヌウシせん ・コイ 33.67 68個のアミノ酸配列の違い これは紫の領域になってます 分岐点からコイまでが入ってしまっ ている 余計なところが入ってしまっているんです 本来、求めたいものは 33.67個の違いなんです よって33.67 × 1000万= 3億3670万年前 これが正解になります ちょっと難しいですけど、慣れてくれば結構 作業的な感じで行けるので がんばりましょう 生物の進化 10 生物の分類I (基本知識、 動物、植物) まず、最初に界の上に新しい階級ができたんですが 実はかなり最近の出来事で、 1990年の ことなんですね。 この上位の階級としてドメインができます このドメインでは生物を3つに分類する 真核生物と原核生物ではあるんですがリボソームRNAの解析によって 原核生物は細菌・古 細菌にさらに分けられると この真核生物と細菌と古細菌の3つのドメインに分けられるという考え方を提唱しました これを三ドメイン説といいます この新しい考え方だと 真核生物ドメイン 陸上植物とかのアーケプラスチダ 有孔虫、 放散虫などのリザリア 褐藻などのクロムアルベオラータ などいろいろあるらしいです さて 真核生物、細菌、 古細菌の中で1番古いものは何でしょうか? 皆さんの中に 真核生物は絶対ないだろうな 古細菌だろうなと思ってる人いると思います 真核生物は絶対ないだろうなこれは正解です。 ところが細菌なんですよね 古細菌と答えた人は惜しいです
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細菌 古細菌 真核生物 こういうことですね 起源物 では、こういったものを見ていきましょ 細菌 (バクテリア)... 1番昔からいるもの そして細菌には従属栄養のもの 独立栄養のものがいます 従属栄養とかの例を挙げると 好気性細菌とかだったり、 乳酸菌とかであったり 後は、窒素固定に関わってる根粒菌やアゾトバクターであったり (窒素固定に関してはこのノートでは解説しません 次回のノートで解説しようと思うので習っ てない方は、今はそんな用語があるんだ位て思って言ってください 後々重要語として出てくるの で) 一方で、 独立栄養であれば 光合成細菌だとか シアノバクテリアとかですよね 一応教科書にはいろいろな細菌の名前とかが書いてあると思います 一応ざっと目を通す位で いいと思いますね。 古細菌 (アーキア)... 極限環境に生息しているもの 極限環境っていうのは他の生物じゃとても生息はできないような環境ですね 具体的には、 火山であったりとか 塩分濃度が非常に高いような塩湖 嫌気的な沼であったり 簡単に言うと、過酷な環境に生息していると このような環境って原始地球に近い環境なんですよね 原始地球でも生きていけたような生物だ からきっと昔から存在していたんだろうな みたいな感じで名前がつけられたんで ただ、実際にはスプライシングを行っていたりだとかで全然細菌よりも後にできたものだって わかったらしいですね (スプライシングは3つ目に出す予定のノートで解説) そして、火山のようなめちゃくちゃ高温のところにいるものを超好熱菌
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ちょっとこれ漢字ミスが多いんですよね 高温のところにいるから 高熱菌と書く人が多いですが 好の漢字なので、間違えずに 塩分濃度が非常に濃いようなところ 塩湖とかここに住んでいるものは高度好塩菌 ここも漢字 ね好ね 一方で沼のようなところに住んでいるのはメタン菌 (メタン生成菌)となります そして、私たちが属するのは真核生物ですよね 真核生物 (ユーカリア)... 核膜に包まれた核を持つ そして、この真核生物は、4つに分類することができます 実はこれ言えて欲しいんです 動物、植物、菌類、 原生生物 この4つです それでは今からめちゃくちゃ真核生物を出していきますよ それではまず動物から おそらく、中学校で 脊椎動物と軟体動物と節足動物を習ったと思います それまた出てきます よ。 ところが、その3つどころかめちゃくちゃたくさん出てきます 無胚葉 胚薬 (内・外) 物 綿動物 [刺胞動物 冠輸 (1.9) 肩形の物 一輪形動物 軟体動物 環形動物 胚 脱 節足動物 新口 動物 皮も多 蛮動物 柎動物 (1924) (製品)(焼肉)であり 利 線形動物 ここでかなり見慣れない言葉がありますよね 胚葉ですって 実はこれもともとは最後にやる内 容なんですよ ただ何かよくわからんけど、 先に最初のほうに来ちゃって なので胚葉って言葉自体知らなくて も、今の段階ではいいです 学校で習ってるっていう人は覚えてください それでは見ていきましょう 動物ってどのように分類しているのかは発生の仕方で分類しています 原口が口になれば旧口動物 肛門になれば新口動物となります
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胚葉がない ・ 二胚葉・三胚葉のように分けたり 体腔が中胚葉に囲まれていれば真体腔 囲まれていなければ偽体腔といいます 体腔の出来方によって生物を分類するんです その動物としては海綿動物のカイメンだったり 細胞と細胞の間から海水を取り込んで巻き上げている最中にたプランクトンを捕食していると言う 感じです なので、ヨーロッパの方では地中海で取れたカイメンはスポンジとして扱っているらしいです 体の構造は、バラバラで、 どこが骨なのか、 どこが筋肉なのかが分かりません なので、スポンジをイメージしてもらえばわかりやすいと思います なので胚葉を持っていない無胚葉となります 刺胞動物 例としてクラゲなどがいます クラゲに刺されたら痛いですよねこれが先端に毒と針を持つ細胞があるからなんですこれを 刺胞といいます。 そして、基本的に、 クラゲに限らず刺胞細胞は、体が左右対称なんです これが二胚葉だからなんです (外胚葉・内胚葉) 外胚葉ができたと言う事は表皮神経が 内胚葉ができたと言う事は消化管なんかが作られてい るんです 先ほど言いました旧口動物っていうのは、さらに2個に分けることができるんです 冠輪動物・脱皮動物の2種類です さらに、この冠輪動物は無体腔なら扁平動物 偽体腔なら輪形動物 真体腔なら体節があって環形動物 無くて軟体動物と言う区分に分けられます ・扁平動物 例としてはプラナリアなど 漢字の通り、体がぺったんこな動物なんです ・輪形動物 例としてはワムシ ・環形動物 例としてはミミズ 体が節々に分かれているのでしわしわなんです ・軟体動物 例としてはタコ
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肩子 輪形 環形 ex プラナリア ex、ワムシ eyミス みたいな感じであるんですが 21 ex nz 今後こんな書き方をします。 一応 ~動物( 出てこなかったのは、 別途生物の例を出します これはこの動物の例だと思ってください 一つ一つ詳しく説明すると 新口動物は漢字のごとく口が新しいんですよ ウニの発生とかを別のノートで今後扱っていくんですが 陥入と呼ばれる現象が起こって 原口と呼ばれるところ中に折りたたまれる感じで取り込まれて それがどこに抜けるかって言ったら口のほうにできるんですね 1番下から見ていこうと思うんですが 魚類や両生類や爬虫類や鳥類や哺乳類などが属するの は 脊椎動物ですね 旧口動物を見てみましょうか 陥入したところが口になるような感じです だから口の方からおケ ツのほうに向かうわけですよね ロの方ができた順番で言うと古いんです そして、この旧口動物は冠輪動物と脱皮動物の2つに分かれる そして、冠輪動物は、 発生の後半の方で 幼生の形になります トロコフォア幼生と呼ばれます。 特にこのトロコフォア幼生が出てくるのは冠輪動物の中でも、 下2つ 軟体動物 (タコ、貝、 クリオ ネなど)と環形動物 (ミミズ、ゴカイなど) こいつらはトロコフォア幼生を経て大人になっていくわけですね この4つに関しては~幼生になるっていう認識を持ってくれれば 扁形動物の例、、、 サナダムシ プラナリアなど 輪形動物の例、、、 ワムシ 次に脱皮動物のところを見ていきましょう 冠輪動物は脱皮しません だから脱皮するかどうかで判別してくれてもいいと思います。
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脱皮動物は、節足動物と線形動物 の2つに分けることができます 節足動物は昆虫類とか甲殻類とかクモとかですね 一方で線形動物はセンチュウとかです 節足動物大きく分けて4つに分かれます ・頭部と胸部と腹部 そして足は腹部に3対あるもの、、、 昆虫類 Ex) バッタ、アリ ・頭胸部と腹部 足は頭胸部に4対あるもの、、、 クモ類 Ex) クモ、 ダニ ・頭胸部、腹部足は頭胸部に5対あるもの、、、 甲殻類 Ex) カニ、エビ ・頭部、 胴部, 足は胴部にたくさんあるもの、、、 多足類 Ex) ムカデ、 ヤスデ そして、節足動物の特徴は、 硬い殻に覆われてるんですよね 外骨格といいます。 線形動物は寄生虫だと思ってください 続きまして 棘皮動物ですね 漢字が難しいですが 棘皮 きょくひと読みます いかにもトゲトゲしてそうな漢字ですが体にトゲがあるような奴らです。 ウニ ナマコ ヒトデ などなど ウニはわかりやすいかなと思います 脊索を持っていないんですね 逆に今度は持っている方を原索動物と ホヤ ナメクジウオなど そして今度は背骨を持っていれば、脊椎動物ってことになりますよね 一方、今んところやってきた 11種類は無脊椎動物でございます では、もうちょっと違う角度から分類を見ていきましょうか 体腔が中胚葉に囲まれてあれば真体腔 なければ偽体腔だと言いましたがまだこの言葉自体 このノートでは扱いませんので、とりあえず今のところは体の中にある空洞だと思ってください ね だから、私たち体に内臓がないものだと仮定すれば真っ二つにパッカーンってやったときにき れいな空洞ができますよね その体の中の空洞が発生の途中にありますか? そんなお話で す。 三胚葉動物の中で、 基本的に扁形動物は無体腔 輪形動物・線形動物は偽体腔 それ以外は 真体腔となります それでは、 植物の分類と生活環を見ていこうと思います 植物の分類は、皆さん正直全部中学理科で習ってるんでご安心ください
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軽葉類 被子植物 種子植物 双子葉類 植物 裸子植物 シダ植物 コケ植物 こんな感じになりますよね ちょっと懐かしいなと思ってる方とあれ忘れてるぞ みたいな方がいると思います 懐かしいと思ってる方は、 ちょっと余韻に浸りながら 見てくれればいいかなと 忘れてる方はちょっと説明とともに思い出してくれればいいかなと思います 植物は種子で増えるものと胞子で増えるものに分けます 前者の種子で増えるタイプのものを種子植物といいます そして後者はシダ植物とコケ植物に分 かれる そしてシダ植物とコケ植物は、 湿っている湿気がある所に多いんですよ 実は種子は乾燥耐性がある 種皮と呼ばれる硬いものに覆われて乾燥から守っているから 一方胞子はそんなものがないんですよね では皆さんに聞きましょう シダ植物とコケ植物は、 どちらも胞子で増えるんですが ではこの2 つの植物の違いって何なんでしょうか? これは2つの観点 根っこ 茎 葉っぱ これの区別がある そして維管束がある。 これはシダ植物 ex) ワラビゼ ンマイ 根っこ 茎 葉っぱ これの区別がない そして維管束がない。 これはコケ植物 ex) スギゴケ ゼニゴケ 種子植物はちゃんと維管束ございます そしたら、次に種子植物についてやっていきますここで覚えて欲しいのは全員花を咲かせる
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やぐ 柱頭 花粉管 めしべ 子房 引用 https://kamenoco-blog.com/yougo-haisyu/ おしべ 花びら がく ・胚珠 ・卵細胞 こんな感じですよね そしてこれ めしべの下のほうに膨らみがあるんですよ 子房というやつ その中に胚珠と呼ばれるものが格納されていると 実は子房があるかないか 言い方を変えれば 胚珠が子房に包まれているかむき出しになって いるか その前に 被子植物の作りも少しやっておきましょうか こちらの画像の方でも、ほとんど述べられてはいるんですが皆さんはこれからこの部分名を漢 字で出くわすことが多くなると思うんですね なのでちょっと部分名もやりつつ漢字も少し覚えてもらえればいいかなと 真ん中の太いやつ これ全体を雌しべといますそしてその先端部分のことを柱頭と そして下のほうに膨らみがあって 子房に胚珠が格納されている 将来的に子房は果実になるところ 胚珠は種子になるところですね そして雄しべの先端に葯(やく)と呼ばれるものがありますここで花粉が作られますと。 そして、花びら 花弁があってその下 蕚(がく)がありますと ちなみに、花弁は色が鮮やかなんででしょうかというと 昆虫とかを引き寄せるためです
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「こんな色してますよもしかしたら蜜を持っているかもしれないよ!? どうぞどうぞ来てくださ い」と。 蕚は今は役割を失っちゃってるんですよね 花が開く前って蕾じゃないですか。 その蕾の外皮 みたいな感じです。 雌花 雌花 ぺん 雌花のりん片 雄花 まつかさ 種子 胚珠 受粉 雄花 ぺん 雄花のりん片 まつかさ 花粉のう 続きまして裸子植物ですね こちらマツですね 下のほうに 雄花があってその下にトゲトゲしたような葉っぱを持っているわ けです 針葉樹とかのやつです 1番上を見てもらいたいんですが 雌花とあります。 そして、鱗片とかに関しては中学校の理科ぐらいしか見ないんですけどね 出る可能性もゼロと 言ってしまって出て、これを見た人に文句を言われるのは嫌なんでやります 鱗片は雄花にも雌花にもあるんだけれどもついているものが異なるんですよ 雌花のほうは胚珠 雄花のほうは葯(花粉囊) これが受粉した後にまつかさになるんだよ、と それでは被子植物と裸子植物の違いは 胚珠が子房に包まれているか包まれていないか 包まれている方が被子植物 包まれていない方が裸子植物となります 続きまして被子植物をさらに細かく 双子葉類、単子葉類
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ス 側扣 手根 網状脈 しひげ根 平行脈 双子 単子 (THC) The はいこんな感じなんですよね 単子葉類から見ていきましょうか 子葉が1枚で根っこが無造作に生えてるような感じですよねこういったものを ひげ根といいま す 子葉は最初に土からぴょこっと芽を出しますよね 葉っぱがササの葉っぱみたいな脈がちゃんと平行になってるんですよね 平行脈といいます 葉脈ですよね。 そして、下の画像の方 青色と緑色で書かれてるやつね 維管束の分布を表してますなのでバ ラバラにいるんだなと。 実際茎の維管束ってことになります。
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双子葉類のほうも見ていきましょう 子葉が2枚 こんな絵文字のやつ そして根っこが主根 側根とあります ど真ん中に1本、 ズドンと太いものが入ってて主根 そしてその周りにうにょうにょあるやつが 側根 そして、葉っぱですね あみあみ状の葉っぱをしている。 網状脈といいます。 そして、維管束は輪っか状になるんですよね そしたら、 中学理科のおさらいはここまでにして 生活環を見ていこうかなと思いますここが少し 難しいんですよ。 生殖細胞に着目して、 生物の一生を表したもの 基本的にサイクルになるんですけれども この生物の一生のことを生活史 この生活史を生殖細胞で結んで、 輪っか状にしたもの サイク ルのように表したものを生活環といいます そこで、覚えるべきはシダ植物とコケ植物と種子植物 この3つです ここで核相が出てきます ちょっと怪しい人は④のほうに戻って確認してみてください ん @ 成長」 ん n ACHET hon 原体 旅 れ 2n 配偶体 ん 2n 書いてみると、こんな感じです ちょっといろいろごちゃごちゃしてますが さてコケ植物の本体はどこでしょう? と言ってもですよ。 本体って言葉聞いたことあると思う んですけど、ちょっと生物だと言葉が違うんですよ。 なので、 新しく新出用語として定義しておきます 本体…生活環の中で最も発達している体 結論から言うとこれは配偶子を形成する配偶体が本体になります で配偶体にはオス、メスが存在していて正しい言い方をすると、 雄株, 雌株 そして 雄株の先端は造精器 雌株の先端には造卵器 が存在する
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そして、ここで体細胞分裂によって精子、卵 雨が降ったりすると、 水に覆われるから 精子が水中を泳ぐようにして卵細胞にまで来て受精 卵を生じる 受精卵を形成するのは 雌株の先端ですからここで受精卵が生じるわけですよね つまりだ 配偶体の先端から体細胞分裂を繰り返していくことで胞子体を形成することになる そして胞子体から 胞子の元となる細胞があってこいつが減数分裂をすることによって胞子が 生じる 胞子が体細胞分裂を行って原糸体を作る さらに、こいつが体細胞分裂を繰り返すと配偶体に戻ってきて これの繰り返しとなります そしたら、今度は核相を使ってみていきましょうか 胞子から見ていくとしますね 減数分裂によって生じた胞子はn 原糸体でn 配偶体でもn 精子、卵細胞もそれぞれn こ こから流れ少し変わっていきます まず精子、卵細胞が受精してできた受精卵は2n つまり 次に配偶体の先端に胞子体が形成さ れるんだけど 配偶体はn 胞子体は2nとなります これが減数分裂してnの胞子を作る 繰り返しです そして、植物の生活環では nと2nの状態が繰り返されているわけですよね こんな感じで核相の 異なる時代が、交互に現れますよってことを核相交代といいます それでは、次にシダ植物の方を見て行きます (n) 胞子 受精 'n →ng #7 20 前薬体 →n1卵 (配偶体として倍づく) 減数分裂 こんな感じですね ここでの本体は胞子体 胞子体 20 In 胞子が成長すると 前葉体と呼ばれるものになります 世受精卵 前葉体は配偶体と同じような役割なんだなと思っといてくれればオッケーです 配偶体なんですけど シダ植物の生活環では、 特に前葉体と呼ぶみたいな感じです
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だから、体細胞分裂によって精子、卵細胞を作って 前葉体の上側に受精卵ができるわけだから そこからまた胞子体を形成してまた減数分裂して胞子となる これの繰り返しです 核相もう大丈夫そうですよね 核相交代が行われていることも大丈夫ですよね。 それでは、1番厄介な種子植物のやつも見ていきます ※ここではネタバレとかがいろいろありま す。 ここではちょっと植物の発生の知識が必要になります これは3つ目のノートに投稿する予定なん ですけど。 今はこんな名前の細胞があるんだなくらいで思っといてください 00 10. 0 成長 葯 誠裂 花粉図台子 →胚珠 花粉 [ 種子 脈のう細BC 胚から me 受精6 受精 はい、こんな感じです ちょっと見慣れないものがいくつかあると思うんですが あんまり深く考えず、ここではある程度適当にやりますね それが3回目のノートでは詳しく説明します 本当は重要語であっても今回は普通の黒文字で 書かせていただきますね 今回に関しては、 特に 被子植物について扱うことになります 種子植物においては胞子は形成されないんだけれどもこいつに相当するようなものが 減数 分裂の結果生じた 花粉四分子 とか 胚のう細胞 と呼ばれるものね 種子が成長すると、 花を咲かせるようになってそこで 葯 胚珠はシダ植物、 コケ植物で言うと ころの胞子のうに相当する それぞれが減数分裂したのが 花粉四分子 胚のう細胞ですね そこから花粉四分子とか胚のう細胞に関しては、体細胞分裂を行って 花粉 胚のうとなります こいつらが受精を行うことで受精卵を生じると そして、それが種子になって繰り返し、、、
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ここからがかなり難しいけど、 皆さんはなんとなくイメージしてください まず、花粉の所の絵が2つありますよね それぞれに名前が付いているんですが ちょっと大きめの丸で囲まれた●を雄原細胞 そしてもう片方を花粉管細胞と言います この花粉管細胞が花粉管になってそれと同時に雄原細胞は精細胞×2になります そして、花粉管の中を通って 胚のうの中まで行きますと 胚のうの中に卵細胞があってここ で受精します つまり、何が言いたいか 精細胞と卵細胞が配偶子に当たるってことです これがどこから出てきたか 花粉と胚のうですよね つまりこいつらが配偶体に相当すると そして種子から成長した花とかは胞子体に相当すると そんな感じですシダ植物とかコケ植物と似てるなって認識を持ってくれればオッケーです それでは、動物と植物はここまでにします 続きまして。 菌と原生生物の区分を見ていくとしま しょう。 生物の進化 11 生物の分類II (菌、原生生物) ツボカビ赴 接合菌類 グロムス苗美 平子菌類 ちょっと自分でもやり方がしっかりしてなくて申し訳ないんですが ちょっと縦の方が書きやすいかなと思って、縦にさせてもらいました 菌界の生物の特徴は3つ覚えてもらいたいんですね ①体外消化をして吸収する従属栄養生物 そして、体外消化 その名前の通りなんですが 体の外で栄養分を分解することです ②胞子によって生殖する (原則として鞭毛を持たない) ③細胞壁を持つ植物の細胞壁の場合は、セルロースが主成分でしたが 菌の細胞壁はキチン ですね ついでに、 原核生物はペプチドグリカンです ちょっとセットで覚えてもらえるといいかなと思いま すね。
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体外消化もうちょっとやると 菌がいて 消化酵素みたいなのを分泌して 基質が分解されて それを菌が吸収するみたいな感じで 基質は生物基礎にも出てきてるので大丈夫だと思うんですが 酵素が働きかける対象の事ね。 では教科書とかによって、 ちょっと分類の仕方が違うんで 戸惑っちゃう可能性もありますけど ちょっと裏話みたいな感じで全く勉強には関係ないんですが 本人が他の人に役立てて欲しい になった資料を作っているときにですね。 実は複数会社の教科書買ってます。 ですので 系統樹の書き方が、 違ってると迷うんですよ いろいろあって今書いた系統樹なんですが、 ちょっと皆さんの脳内で系統樹チェンジをしてもら いたいんですよね。 ちょっと近いグループで丸書きます アボカ 接合菌グロムス苗美 満 和子菌類 団 べん毛溜 子実体 こんな感じで書きました 例えば、皆さん 植物の枯葉 とかが落ちてきますよね 赤丸グループの菌たちはその枯葉と かの間を縫うようにして糸みたいやつを張り巡らせるんですよ それが 菌糸ですね 菌の本体は、糸状の形をしているよと。 この糸みたいなやつを出すときに 消化酵素を出す 例を挙げるとセルラーゼとか このセルラーゼってセルロースをグルコースにする酵素ですから 植物の細胞壁の主成分セルロースですよねだからこいつは分解されるんですよ。 ところが、 自分自身の菌の細胞壁はキチンですから 分解はされませんよねだから、自分を 分解することなくちゃんと消化を行えているよねと。 こんな感じで、知識って生かせるんですよ では、本格的に分類に入っていきますね まず、 大きく 菌糸と子実体に分けられるとこれどういう分け方かって言うと本体です 苦手な人は、この辺の情報が錯綜しやすいのでしっかり整理しながらやっていきましょう
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本体が菌糸 なんて言えばいいんだろうか 糸みたいなやつとかクモの巣みたいなやつ この糸みたいなやつが、 収縮を行ってお団子みたいになってる それがたくさん何か集まって 菌糸が集まって 子実体になるんだと 接合菌の話からしていこうかなと思います クモノスカビなどの生物が挙げられますね ツボカビ類 カエルツボカビなど 鞭毛を持つ胞子なので、こいつはちょっと例外的だなと思っと いてください グロムス菌(糸球菌類) ちょっとかっこいい名前してます アーバスキュラー菌根菌など例も ちょっとかっこいいですよね 菌根はなんて言えばいいんだろうか 植物に根っことか生えてますよね。 根っこに菌糸が張り 巡らされているような感じですね。 こんな状態の根っこのことです。 この菌根を作る菌のことを 菌根菌といいます ex、アカバンカビ 子から菌類 ex、ツタ 2 → 子から胞子 それではですね 次に 子実体を本体とするやつですね 相 d ちょっと絵が下手なんでわかりにくいとは思うんですが子のう菌類は 果物みたいな見た目 をしてます これを 子のう果 なんて言ったりするんですけどね 子のう果を作る菌ですね 例を挙げるとアカパンカビとか馬鹿苗病菌とかですね ○○菌は基本的に原核生物なんですけど 馬鹿苗病菌 酵母菌あたりは例外なんだなあってと ころは、ちょっと頭に入れといてもらいたいです アカパンカビ 第3回目のノートで解説しようかなと思ってるんですがちょっと発展的な内容では ありますがね。 一遺伝子一酵素説の時やるとしたらまた出てきます 担子菌類はめちゃくちゃはっきり言いますね キノコでございます。 マツタケ シイタケ シメジ 等々
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それでは、次に原生生物の方を見ていきたいと思いますがこれがめちゃくちゃ難しいんです。 難しいというよりかは覚えることが多いし、 種類が多いしどこから覚えていいのかわからないみ たいな感じなんですよ なので、ざっくり紹介していくってことになります すいませんが、今度また横にしますね 私が前ノートとして書いたアナログノートの方をそのまま 書き写してるって感じなので 杙星虫 毛虫 毛虫 ✓原生動物 胞子園 細胞性粘菌 粘菌 変形菌 1菌 原生生物 独を栄 ― クロロフィルa 100フィル00 シャクモ ミドリムシ 700フィルa.c 治鞭毛藻 リケイ 分類すると、こんな感じになります めちゃくちゃ多いですよね。 まず、原生生物をどういうイメージで持って欲しいか それは単細胞か 比較的単純な多細胞か こういったイメージを持ってもらいたいんですよ 全部が全部そうってわけでは無いんでしょうけ ど。 大体この2つに当てはまるよね。 まず大きく従属栄養生物と独立栄養生物に分けます 従属栄養生物はさらに原生動物 粘菌 卵菌 に分けることができる そして、原生動物から4つ枝分かれしてる〇〇虫に関しましてはおまけみたいな感じなので、 覚える必要性はあんまないです 自分から思いっきりカミングアウトしてしまいましたがよっぽど難しいところ目指してるとか 生物 検定1級取りたいとか 生物にめちゃくちゃ興味があるんですって方はぜひ覚えてください ○○虫はその特性から名前がつけられてて 画像では根足虫 繊毛虫 鞭毛虫 胞子虫と ありますが それぞれの生物の例を挙げると 根足虫、、、 アメーバ 繊毛虫、、 ゾウリムシ 鞭毛虫、、、 トリパノソーマ 胞子虫、、、 マラリア原虫 正直 ○○虫よりもこういった生物例を覚えてもらったほうがいいかなと思います
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原生動物の生物例を挙げるんだったらアメーバとかゾウリムシとかいたなあとか それでは、次粘菌を見ていきましょう 粘菌類、、、こいつもまた2つに分類することができて 変形菌・細胞性粘菌 となります 変形菌、、、 ムラサキホコリカビなどが、 変形菌の例です 実際に胞子を作って生活しているんですよね 見た目はキノコみたいな感じで、 大人だったら胞子を放出できる状態 言い換えると子実体とか 言ったりします 子実体は菌の勉強した時にも出てきましたよね 細胞性粘菌、、、 子実体から胞子を出してアメーバ状の単細胞からなる個体ができるわけです 例として タマホコリカビこの生物は覚えといてもらったほうがいいかなと 卵菌は1つだけ生物名を覚えてくれればいいです ミズカビ それではメインディッシュといっても過言ではない(と思う) 独立栄養生物の方 藻類の方を見 ていきたいなと思います まず、少なくともこいつらはクロロフィルaを持つんですね クロロフィルは生物基礎で扱ってる可 能性もありますので扱ってない可能性もありますからちょっと説明すると 光合成色素ってやつ です クロロフィルにはabcがあります その中でも少なくともこいつらはaを持っている 〆海 この赤色で示した藻類は紅藻類 オレンジ色で示した藻類は褐藻類 そして、緑色で示した藻類は緑藻類 →地
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そして、海に潜った経験がある方はわかると思いますが、 奥に行けば行くだけ暗くなっていくんで す その原因が上の図です 海には当然、 様々な色の光が当たっているんですがそれの波長によって吸収される度合いが全 然違います この赤色とかオレンジ色の光は比較的吸収されやすいので奥まで行かないっていうか 緑とか青の光は結構長いこと続いてますよね。 これの違いは波長の長さです 波長が長い赤色系の色はすぐ吸収されてしまいますが 波長の 短い緑色とかは長いこと残るんですよ でも、実際青色の波長の方が短いんですですが青色の光って散乱してしまうので、届きづらく なっちゃってるわけです これが海が青色に見える原因です このことを踏まえると緑藻類は赤色の光を吸収できるように緑色の色素を持っている そして、奥の方 紅藻類は緑の光を吸収できるように赤色の色素を持っている ちょっと逆転してるようなイメージです こうすると、 どの植物が光合成色素を持っているのかということがわかります 紅藻類、、、 クロロフィルa・フィコエリトリン 褐藻類、、、 クロロフィルa、c・キサントフィル・フコキサンチン 緑藻類、、、 クロロフィルa、b・カロテン フィコエリトリンは緑色の光を吸収するための色素です そして、緑藻とシャジクモは色素同じです セットで覚えてください。 そして、ミドリムシとありますがこれもクロロフィルa,bを持ちます その他の色素はありません。
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生物の進化 12 人類の進化 ここで最終章になります 今まで生物基礎全部で120ページ近くだったんですけど。これを見る と、生物1個分だけでめちゃくちゃ多いですよね。 (おそらくイラストめちゃくちゃ使ってるからでしょうが) ここでは、人類について扱っていくわけですが私たちヒトはドメインから属まで並べると 真核生物ドメイン 動物界 脊索動物門 哺乳綱 霊長目 ヒト科ヒト属 なんですね そこでだ先に霊長類の進化のお話をしようかなと思います そこで霊長目って書いてありますね ここを見てもらいたくて、 霊長類... 動物の首長たるものという意味を持ち 脳が著しく発達している アルディピテクス・ ラミダス アウストラロ ピテクス・ ホモ・ハビリス (200万年前) ホモ・ハイデル ベルゲンシス (440万年前) アファレンシス (390~290万年前) ※ルーシー(318万年前) (40万年前) (現代人とほぼ同等) THE 脳 : 300~350cc 脳 : 380~430cc 脳 : 600cc 脳 : 1400cc (石器) https://www.neomag.jp/mailmagazines/topics/letter202404.html?srsltid=AfmBOopu9TjdafIDO iCKqimgAuErJPRWcvub6SmsJNRLzK1foCkuDpzn こちらを見てもらいたいんですがこちらですね。 人類の進化のたどり方みたいな感じなんです。 私たちは新人なんて言われたりするんですがホモ・サピエンスですよね。 実は、その前にも、人類っていたんですよ たくさんの種類の人類がいたんですがここでは同じような時期に共存していたものもいます。 まず、大きい区分としてそれぞれの持っている特徴から猿人→原人→ (旧人) →新人
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猿人、、、 700万年前にアフリカで誕生 地面の上で過ごしていたり、木の上で過ごしていたり そこで、次に、人類が種分化を起こして世界中にどんどんどんどん生活する範囲を広げていっ たと ところが、この中でも実際に今生き残ってるのは新人 ホモ・サピエンスだけなんですよ その他は全部絶滅してしまいましたね ここで皆さんは、勘違いしないで欲しいことがあって人類は同じ系統をたどってきたわけでは なくいくつかの系統に分かれて途中で絶滅してしまった 先ほど見せた画像に関しては教科書とかにもそう似たようなものが書いてあります 類人猿とこれまでの人類をただただ並べて描かれているだけなので画像を見て 一直線じゃ ないんだなって事はちょっと頭の片隅に入れといてもらいたいなと思います そしたらですね 霊長類の進化 ヒトの進化を見ていきたいなと思います 霊長類の進化 他の哺乳類と比較したときの話 ウマとヒトを比較してみましょうか 拇指対向性 大脳 立体
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その前に画像が2枚ほどありますね 上のほうのヒトかサルどっちとも取れそうな木にぶ ら下がってる方を見ていただきたいんです 3つありますね 拇指対向性 立体視 大脳とあります そこで最初に見ていくのは、 立体視についてです 今度は下の方の画像です ウマとヒトが描かれていますが さて、見ればわかるんですけれど も。眼はどこに位置しているか ウマは側面 ヒトは前面ですよね ウマは視野の範囲は比較的広いんだけど 立体視できる範囲は比較的狭いんですよ 視野を緑色 立体視できる範囲を青色で書かせてもらいましたけど 立体視の範囲が狭いって事は両方の目を使ってみることになります だから、立体的にものを見ることとか 距離感を掴むってことに関しては、あんまり適していない んですよね ヒトは前面に位置していることで逆に視野の範囲は狭いんだけどだけ 立体視できる範囲は広 めなんですよ 自分の後ろ側を見ることはできないんだけど両方の目で見える範囲の重なりが広めってことで す そして、距離感がつかみやすいと それでは、次に拇指対向性について見ていきます 霊長類はサルの仲間ですから 木の上での生活に適しているってイメージを持ってくれればオッ ケーです ちょっと先程の話に戻って視覚が発達しているって感じの認識なんですが 基本的に夜ではな くて、お昼に活動するので 嗅覚とかではなく視覚の情報に頼っているんだよと この視覚情報の認識とかによって多くの視覚から得るようになるので大脳が発達していった ちょっと話が戻っちゃいましたが戻りますね 拇指対向性... 親指が他の指と向き合う性質 ちょっと漢字の豆知識ってことで知ってる方は知ってると思うんですが 拇 訓読み おやゆび なので推測が効くかなと 手を握ってみると 親指だけ明らかに向きが違いますよね 当時は、木の上で生活していたものが、 我々に引き継がれているから 当時のものって言ったら、 枝ですね 拇指対向性の性質があることでものを掴んだりするのに 適していると そして、何かを握る際に、どうしても邪魔になってしまう爪があるんですが 霊長類は他の哺乳類 とは違ってちょっとフラットな爪になってるんですよね 平爪 他の哺乳類だと尖ってるカギ爪になっていたり 平爪になったことでものを握りやすいようになりました なので拇指対向性について イヌに人間の言語が通じるものとしてあの鉄棒に捕まってみろよと 命令をします
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ただ 親指が他の指とは向き合っていないのでものを掴むのに適していないわけですよねな ので掴めないんですよ。 続きまして ヒトの進化を見ていきたいなと思います 類人猿 人類 こちら類人猿と人類の比較と言うことになります そして、新しい用語が出てきてるんで、 ちょっと定義しておきますね 類人猿... チンパンジーやゴリラなどがこれに該当し 霊長類の中でも、最もヒトに近縁な生物群 まず、なんといっても、この2つの違いって 人類のほうは、2本足でまっすぐ立っているって所 直立二足歩行といいます これによって何が起こったかって言うと 今度手が空くようになりますよね 道具を使えるようにな るんですよ。 そして、次に 脊柱と結合する部分に大きい穴があります これ頭蓋骨のところなんですけれどもね 大後頭孔 と呼ばれるものが人類になったことで真下に向くようになります 発達した脳を支えるためってこ とです。 脳の容量ってどんどんどんどん増えていくので そして、もう一つ 眼窩状隆起が退化する 人類は、 道具とか火を使うようになってから硬いも のを食べるってことが減ります 料理とかありますよね。 ゴリラとかだと目の上に、ちょっとぽこっと出てる部分がありますこれが眼窩状隆起なんですけ れどこいつの役割って何かって言ったら 硬いものを食べるときに圧力が相当かかるのでこの 圧力を下げるための部分なんですよ 代わりにおとがいが発達するってことになります それでは最後に人類の歴史についてやって終わりにしましょう
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まず、アフリカの方で最古の猿人の化石が見つかります この地域がチャドと呼ばれるところで す。 それがサヘラントロプス・チャデンシスになります 猿人の化石って全部アフリカで見つかっているんですよ つまり人類の誕生の地はここなんだと そして、有名な人類の種類だけを覚えて欲しいんですよ 大体440万年前 アルディピテクス・ラミダス 実は足に拇指対向性があったらしく足でものを掴 んでいたんだとか そして不完全だけど、直立二足歩行 つまり木の上と地上 両方で暮らしていたんじゃないかと そして、完全な直立二足歩行はアウストラロピテクス属のアウストラロピテクス・アファレンシス 原人になってからホモ属が出現 代表例として2つ ホモ・ハビリス ホモ・エレクトス これは名前だけでも覚えとくといいかな この頃は、石を打ち欠いて作った打製石器とか火を使用するようになったんですね 旧人 これはネアンデルタール人 (ホモ・ネアンデルターレンシス) が代表例この頃の脳の容 積って今の人類とほとんど変わらない位だったんですよ そして、現存しているのはホモ・サピエンスだけです DNAの解析とかによって 20万年前にアフ リカで誕生してそこからヨーロッパとかアジアとかオーストラリアとかアメリカ大陸、いろいろな ところに広がっていったんです それでは、この章を終わりにします
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