生物休校中課題②
理系Ⅰ・Ⅱ類対象

生物

第1章1節細胞と分子（P.10～45）

生物課題②2年組（生物 P.10～45）
番

第1章

氏名
生命現象と物質

1 節 細胞と分子1 生体物質と細胞
A. 細胞の構造と機能
生物の基本単位は『細胞（cell）』である。
特に真核細胞は、大きさや形、働きなどで多様性に富んでいるが、その基本的な構造は動物細胞でも植物細胞でも共通している。
真核細胞は、（1）とそれ以外の（2）から構成される。
（2）にはさまざまな（3）という構造体が存在し、その間を（4）が満たしている。
（4）は液状で多くのタンパク質を含み、さまざまな化学反応が行われている。
ⅷ
ⅸ
ⅸ

ⅰⅱ
ⅲ
ⅳ

ⅹⅺ

ⅴ
ⅵ

ⅻ

ⅶ

xii

xiv
ⅻ

図. 細胞の構造

1▶細胞膜 cell membrane
構造：（5）の二重層と（6働き：細胞内外の（７）など
その他：細胞膜や細胞小器官の膜を総称して（8）で構成）という（9）…水になじみやすい性質の部分（10部分）…水になじみにくい性質の▶核 nucleus
構造：最外層は、二重の生体膜でできた（11）がある（11）には（12）という多数の孔があり、核内に必要な物質の取り込み・核内で合成したＲＮＡなどが核外へ出る通り道となる内部には（13）と１～数個の（14働き：遺伝情報の保持・発現111213142）がある。

▶ミトコンドリア mitochondrion
構造：二重の生体膜でできている内膜を（15）、内膜に囲まれた部分を（16といい、多くの（17）が存在している
核とは異なる独自の（18）を持つ←（19働き：（20）の場となり（21）を合成する））の証拠

2216231518▶葉緑体 chloroplast
構造：二重の生体膜でできている
内部には袋状の（24）という構造があり、それが積み重なったものを（25）という（24）内にはクロロフィルなどの（25）がある
基質部分を（26）という核とは異なる独自の（27）をもつ←（28働き：（29）の場となり（30）を合成する

242527263）の証拠

▶小胞体 endoplasmic reticulum
構造：生体膜が袋状になった構造で、（31）の外膜とつながっている
・表面にリボソームが付着…（32）・表面にリボソームが付着していない…（33）
働き：物質の合成と輸送に関与

34

3233

▶リボソーム ribosome
構造：（35（36※膜構造をもたない
働き：（37）と結合して（38▶ゴルジ体 golgi body
構造：扁平な（39（40働き：（41調節する））とタンパク質からなる小粒）の場となる）という袋状の構造が多数重なり、その周囲を）がとりまいている）で合成されたタンパク質を受け取り、物質輸送を▶リソソーム lysosome
構造：ゴルジ体からつくられる、生体膜でできた小胞内部に（42）を含む
働き：（43）に関与

4図．物質の生産と輸送・分泌▶中心体 centrosome
構造：2 つの（44）が直交している（44）は（45）が（46）本組になり、それが（47）組環状に並んでいる（48）、（49）、（50）の（51）をもつ細胞でみられる
働き：細胞分裂における（52）形成の起点（51）や（53）を形成

44455▶液胞 vacuole
構造：生体膜でできており、内部に細胞液がある
細 胞 液 に は （ 54）、（ 55）、（ 56（57）などが含まれている（58）という色素を含むものもある
働き：物質の貯蔵、浸透圧の調節など）、▶細胞壁 cell wall
構造：植物細胞や菌類がもつ※主成分は異なる
植物細胞の細胞壁は（59）と、その間を埋める（60）からなる（61）によって隣の細胞膜とつながっている
働き：細胞内部の保護、形状の保持▶細胞骨格 cytoskeleton
構造：繊維状で、細胞内に網目状に分布している（62）、（63）、（64の 3 種類がある
働き：細胞や細胞小器官の形状維持など

種類

直径

タンパク質

626568636669）

働き・鞭毛や繊毛を構成・物質輸送におけるレールの役割
・細胞の構造を保持

646770・細胞の収縮、伸展・アメーバ運動・筋収縮

6Ｂ．生体膜の性質
生体膜は、（71）が作る二重層に（72め込まれた厚さ約１０nm の膜である。
▶（73）（74）と、（75）しか通さない性質を（76といい、その性質をもつ膜を（77）という。
→細胞膜も（77）が埋））！

▶動物細胞と浸透現象
水の性質

濃度が（78）い方から（79）い方へ移動細胞を、細胞内と異なる濃度の液体に浸すと、水が膜を通過しようとする。
このときの圧力を（80）という。
○赤血球をさまざまな濃度の液体に浸す○・赤血球よりも高濃度の液体（81）→水が（82）から（83）へ移動→赤血球が（84・赤血球と同じ濃度の液体（85）→見かけ上の水の出入りなし→赤血球は（86）・赤血球よりも低濃度の液体（87）→水が（88）から（89）へ移動→赤血球が（90）または（917））

▶植物細胞と浸透圧
植物細胞には（92）がある！→（93）も（94）も通す（95）という性質○植物細胞をさまざまな濃度の液体に浸す○・高張液→水が（96）から（97）へ移動→（98）のみが縮む⇨ 99←図を描こう！
・等張液→見かけ上の水の出入りなし→細胞は（100（99）した細胞を等張液に浸すと、元に戻る⇨ 101）

←図を描こう！
・低張液→水が（102）から（103）へ移動→（92）が押し広げられて（93）
このときの圧力を（104）という→（104）が加わると、細胞壁がもとに戻ろうとする力が働き、吸水力が妨げられる←図を描こう！
8吸水力＝（（80）－（80））＝吸水力＋（94）949▶選択的透過性と物質の輸送
生体膜が特定の物質を選択的に透過させる性質を（105∟受動輸送：濃度勾配に（106）物質を輸送
例．（107）、（108）∟能動輸送：濃度勾配に（109）物質を輸送
例．（110））という▶受動輸送の輸送タンパク質《107》：脂質二重層を貫通する小さな孔を形成
特定のイオンや糖などを通過させる→常に開いているものと、必要に応じて開閉するものがある
イオンを通過させるものは（111）という水分子を通過させるものは（112）という（※水は細胞膜も通過できるが、これにより短時間で多くの水が通過できる）《108》：運搬する物質と結合して構造が変化し、膜の反対側へ輸送。グルコースやアミノ酸を輸送する▶能動輸送のタンパク質《110》：生体膜で能動輸送を行うタンパク質によって構成された機構
例（113）→（114）を利用し、Ｎａ＋を（115）へ、Ｋ＋を（116
これによりＫ＋は（116）へ輸送する）で、Ｎａ＋は（11510）で高濃度になる

Ｃ．生体を構成する物質▶水
細胞を構成する物質の割合は、生物や細胞の種類によって多少の違いはあるが、水が最も多い

図．細胞の構成成分▶有機物《タンパク質》（117）が基本単位となって多数結合して、（118している。タンパク質を構成する（117）は（119）な構造を）種類。

《脂質》
水に溶けにくく、アルコールなどの有機溶媒によく溶ける。
・（120）：1 分子の（121）に 3 分子の（122）が結合してできている・（123）：（124）と（121）が結合したものに、2 分子の（122）が結合・（125）：ステロイド核を持つ脂質。
代表例に（126）がある

11《炭水化物（糖質）》・（127例．（128・（131例．（133・（136例．（137）：最も簡単な構造の糖）、（129）、（130）：（127）が 2 分子結合したもの）、（134）、（135）：（127）が多数結合したもの）、（138）、（139）など
）など
）など

《核酸》
（140）
・（141でできている。
（144）や（145）・（142）からなる（143）など。

12）

2 生命現象とタンパク質

A. タンパク質とその構造▶タンパク質の働き①細胞骨格として細胞や細胞小器官の形を維持
例．（1）、（2）、（3②（4）として免疫反応にかかわる例．（5）③筋肉として生体を動かす際に働く
例．（6）、（7）④（8）として生体内の化学反応に関与）⑤ホルモンや受容体として体内の恒常性に関与▶アミノ酸
タンパク質は、アミノ酸が多数結合した化合物である。
アミノ酸の構造は 1 つの（9）に（10）、（11）、（12）、（13）が結合した共通の構造をもつ。
アミノ酸の種類は、（13）の違いにより決定する。タンパク質を構成するアミノ酸は（14）種類ある。

図．アミノ酸の構造図．タンパク質を構成するアミノ酸（参考）13▶ポリペプチド
2 つのアミノ酸は、（ 15）によって結合する。多数のアミノ酸が（ 15）によってつながったものは（ 16）または（17）と呼ばれる。
15一方のアミノ酸の（11）と、他方のアミノ酸の（10から（18）が取れて結合する。
※下の 3 つのアミノ酸が結合したらどのようになるか、図示してみよう！

▶一次構造（17））を構成するアミノ酸の配列。

タンパク質の最も基本的な構造である。
▶立体構造
タンパク質は、一次構造を中心に複雑な立体構造をとっている。
・二次構造：アミノ酸どうしが（19）で結びつき、らせんやジグザグ状になる。
→らせん状になったものを（20）、ジグザグ状になったものを（21）という・三次構造：部分的に二次構造をもつ（17）（22）がさらに折りたたまれて立体的になったもの。
（19）
や（23）により結合する
・四次構造：三次構造を持ついくつかの（17）がさらに立体的に組み合わさったもの
14▶タンパク質の機能
タンパク質は、立体構造をとったときに機能を発揮する
つまり...タンパク質が働くためにはアミノ酸配列・立体構造が重要▶タンパク質の変性
タ ン パ ク 質 の 立 体 構 造 は 、（ 24）、（ 25）、（ 26）、（27）などによって壊れ、タンパク質の性質が変化してしまう。
⇨（28）（ 28（29）によりタンパク質本来の機能が失われることを）という。

15Ｂ．酵素と酵素作用▶酵素と酵素反応自身は変化せずに化学反応を促進する物質を（ 30）、その作用を（31）という。また、（31）をもつタンパク質を（32）といい、（32）が作用する物質を（33）という。
（32）が関与して起こる反応を（34）という。

図．酵素反応▶基質特異性特定の（32）は特定の（33（35）という。

）にしか働かない。この性質を

図．消化酵素の基質特異性（32）が（33）と結合する部位を（36結合するためにはこの部位の立体構造が重要となる。

図．酵素反応と活性部位16）といい、

▶酵素反応と最適温度
無機触媒…温度と反応速度は（37）（32）…温度の上昇とともに反応速度は（38高温では反応速度が（39）する。
→高温だと 40）するが、（32）という。

）の反応速度が最大となる温度を、（41から▶酵素反応と最適条件（32）の反応速度は、温度だけでなく pH などの外的要因に作用される。反応速度が最大になるときの pH を（42）、外的要因の中で反応速度が最大になるときの条件を（43）という。
○最適 pH の例
・ペプシン…（44）・だ液アミラーゼ…（45）・トリプシン…（46）▶基質濃度と反応速度（32）と（33）が結合したものを（47）といい、反応速度はこの複合体の濃度に比例する。
（33）の濃度が高くなると複合体の数も増え、反応速度は上がるが、ある一定以上の濃度に達すると反応速度は（48）。
→なぜ？
49

また、このときの反応速度を（50）という。
※（33）濃度と反応速度の関係をグラフにしてみよう！

17▶酵素反応の調節（33）とよく似た物質が（32）の（36）をめぐり競合が起こり、（34）が低下することを（51）という。
複数の（32）が関連する一連の（34）系では、最終生成物が最初の（34）を抑制し、最終生成物の生産が調節される場合もある。
→（52）▶酵素と補酵素（32）の中には、（36）に基質が結合するために低分子量の（53）の補助因子が必要になるものがある。
タンパク質以外の有機物が補助因子となる場合、これを（54）という。

図．酵素と補酵素の関係（54）は、半透膜を用いて分離することができる（5518）。

Ｃ．タンパク質と生命現象▶モータータンパク質
細胞内部での物質輸送や鞭毛運動などに関わるタンパク質を（56）という。（57）のエネルギーを必要とする。
・（58）：筋収縮に関与し、アクチンフィラメントに沿って移動するタンパク質。植物細胞で見られる（59）も（58）によるものだと考えられている。
・（60）：微小管上を移動するタンパク質で、細胞内の物質輸送に関与する。小胞と結合して微小管の（61）へ移動。
・（62）：微小管上を移動するタンパク質で、物質輸送や、鞭毛・繊毛の運動にも関与。微小管の（63）へ移動。

▶情報伝達とタンパク質
細胞間の情報伝達は、（64《神経と情報伝達》
イオンチャネルが（64）を介して行われるものがほとんどである。
）となり情報が伝達される。

情報伝達の流れ① 神 経 細 胞 （ 65）の軸索の末端へ興奮か伝わると、（66）が開き（67）が細胞内に流入する。
②（ 67）の働きで末端内にある（ 68）から（69）が（70）に放出される。
③隣の細胞のイオンチャネルが（69）を受容する。
※ナトリウムチャネルが（64）として働く場合、（69）が結合するとチャネルが変形して（71）が通過できるようになり、活動電位が発生する。
④（69）が受容体から離れるとチャネルが閉じる。
（68）は細胞体でつくられ、（60）によって輸送される。軸索末端から細胞体への代謝産物の輸送は（62）によって行われる

19《ホルモンと情報伝達》
ホルモンの（64（72は（73（74（75）もタンパク質でできている。
）などは細胞膜を通過できないため、（64）にある。
）は細胞膜を通過できるため、（64）や（76）にある。

））は▶細胞接着とタンパク質
細胞どうし、または細胞と細胞外基質は特定のタンパク質によって結合し、個体を形成している。
（細胞接着）
細胞どうしの結合
・接着結合：上皮細胞でみられる（77）による結合。細胞内では、別のタンパク質を介して（78）と結合している。
・デスモソーム：タンパク質が集合して円盤状になった構造が、接着結合と葉異なる種類の（ 77）と結 合して細胞内の（79）と結びついて細胞どうしを接着させる。
・密着結合：タンパク質によって細胞どうしが密に接着する。
・ギャップ結合：筒状のタンパク質が結びつき、内部を物質が移動できる結合。
細胞と細胞外基質との結合
・ヘミデスモソーム：タンパク質が集合して円盤状になった構造を介して（80）が細胞と細胞外基質をつなぎとめている。タンパク質の集合体は、細胞内で（79）と結合している。

20Ｄ．免疫とタンパク質
免疫…体内に侵入した病原体などを、免疫細胞によって排除するしくみ∟自然免疫：うまれつき備わっている免疫機構 例．食作用・ＮＫ細胞∟獲得免疫：うまれたあとに獲得する免疫機構。異物の情報を認識し、特異的に攻撃する。
細胞性免疫（生物基礎の内容）（81）が異物（抗原）に感染した細胞などを直接攻撃・排除
しくみ①（82）が抗原を取り込み、分解する②抗原を取り込んだ（82）がリンパ節へ移動③（82）が（83）と（81に抗原の情報を提示④（83）が活性化し、増殖する⑤（83）が（81）の増殖を促進⑥（81）が抗原に感染した細胞を攻撃）⑦（83）と（81）の一部が（84）として残る※皮膚や臓器の移植の際に拒絶反応が起こるのは、移植片が異物として認識され、（85）が起こるからである▶自己と非自己の認識に関わるタンパク質（86（87））が自己・非自己を識別・（88）の（89）に存在するタンパク質・各個体で固有の型をもつ→異なる型は異物として認識される・ヒトの（87）は特に（90）と呼ばれ、個人で型が異なる

21

体液性免疫（91）が（92が抗原と結合し、（94）に分化してつくった（93）によって異物を排除）

しくみ①（82）が抗原を取り込み、分解する②抗原を取り込んだ（82）がリンパ節へ移動③（82）が（83）に抗原の情報を提示④（83）が活性化し、増殖する⑤（83）が同じ抗原を取り込んだ（91）の増殖促進⑥（91）が（92）に分化し、（93）をつくる⑦（93）が抗原と結合し、（94）を起こす（93）と結合した抗原は、マクロファージなどの食作用によって排除される⑧（83）と（91）の一部は（84）として残る※（92出する（93）は 1 種類の（93）のみを産生し、体液中へ放）は、特定の抗原にのみ結合できる▶免疫グロブリンの構造と抗体の特異性（93）は、（95パク質でできている。（95（96））というタン）の基本的な構造は、分子量の大きい（重い）（ 97）と、分子量の小さい（軽い）（98）がＹ字型に組み合わさってできている。
（93）の種類によって異なるアミノ酸配列をもつ（99）と、すべての（93）に共通するアミノ酸配列をもつ（100）とからなっている。

9798101
9910022▶抗体の多様性が生じるしくみ
自然界には無数の抗原があるが、（99る遺伝子数は限られている。
⇨限られた遺伝情報から多くの種類の（93）のアミノ酸配列を指定す）を作るにはどうしたら…？

※理由をまとめてみよう・（97）→全部で（102・（98→全部で（103）通りの組み合わせが可能））通りの組み合わせが可能

つまり…（104）種類の（93このしくみは、1977 年に（10523）を作ることが可能！
）らによって解明された。